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DE19958934A1 - Motor control unit for controlling switching element of each switching arm and regulating current supplied to motor in vehicle, has high voltage and low voltage switching units and temperature detection diodes - Google Patents

Motor control unit for controlling switching element of each switching arm and regulating current supplied to motor in vehicle, has high voltage and low voltage switching units and temperature detection diodes

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Publication number
DE19958934A1
DE19958934A1 DE19958934A DE19958934A DE19958934A1 DE 19958934 A1 DE19958934 A1 DE 19958934A1 DE 19958934 A DE19958934 A DE 19958934A DE 19958934 A DE19958934 A DE 19958934A DE 19958934 A1 DE19958934 A1 DE 19958934A1
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DE
Germany
Prior art keywords
switching element
temperature
switching
motor
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Application number
DE19958934A
Other languages
German (de)
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DE19958934B4 (en
Inventor
Masaru Kobayashi
Hirotoshi Maekawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE19958934A1 publication Critical patent/DE19958934A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19958934B4 publication Critical patent/DE19958934B4/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H03K2017/0806Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage against excessive temperature

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

The unit has a first switching unit which operates from a high potential, and a second switching unit which is supplied from a low potential. The switching units are joined in series. There are also temperature detection diodes in the vicinity of the unit. The three phase AC motor (2) is supplied with AC power using a control unit (3) for controlling the switching operation of each switching element, to control the current to the motor. A semiconductor element (19) is arranged with a P-N transition in the vicinity of the switching element and is connected with a constant current circuit (18). In addition an overheating protection unit (8,9) is provided, in order to determine the temp. of the switching element, by detecting a forward voltage value between the P-N transition of the semiconductor element and to bring the switching element in an OFF position. If on the basis of the detected of the switching element is decided, that the switching element is found to have an overheated condition.

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuereinheit, die einen Motor unter Verwendung eines Leistungsumwandlungshalbleiters ansteuert, und insbesondere den Überhitzungsschutz des Leistungsumwandlungshalbleiters und die Temperatursteuerung der Motorsteuereinheit.The present invention relates to an engine control unit, which uses an engine Drives power conversion semiconductor, and in particular the overheating protection of the power conversion semiconductor and the temperature control of the engine control unit.

Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the prior art

Ein erstes Beispiel einer herkömmlichen Motorsteuereinheit, die mit einer Überhitzungs-Schutzfunktion versehen ist, ist in Fig. 14 gezeigt. In dem ersten Beispiel wie in Fig. 14 gezeigt wird ein dreiphasiger Wechselstrommotor als ein Motor verwendet und ein Umrichter wird als ein Leistungswandler verwendet.A first example of a conventional engine control unit provided with an overheating protection function is shown in FIG. 14. In the first example, as shown in Fig. 14, a three-phase AC motor is used as a motor and an inverter is used as a power converter.

In Fig. 14 bezeichnet ein Bezugszeichen 1A eine Motorsteuereinheit, ein Bezugszeichen 2 ist ein Motor, 3A eine Steuerberechnungseinheit und 4A ein Leistungsumwandlungshalbleiter. Der Leistungsumwandlungshalbleiter 4A ist mit dreiphasigen Schaltarmen (U Phasenarm, V Phasenarm und W Phasenarm), einer Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8A und einer Überhitzungs-Schutzeinrichtung 9A versehen. Der U Phasenarm, der einer der Schaltarme ist, besteht aus einem Schaltelement 5a des oberen Arms, einem Schaltelement 5b des unteren Arms, einem freilaufenden Element 6a des oberen Arms, einem freilaufenden Element 6b des unteren Arms, einem Gate- Schältelement 7a des oberen Arms, einem Gate-Schaltelement 7b des unteren Arms und Thermistoren 10 und 11. Der V Phasenarm und der W Phasenarm weisen den gleichen Aufbau auf wie der U Phasenarm. Ein bipolarer Transistor wird hier für das Schaltelement verwendet. In der Zeichnung zeigt C, G und E einen Kollektor, ein Gate bzw. einen Emitter.In Fig. 14, a reference numeral denotes an engine control unit 1 A, a reference numeral 2 is a motor 3A, a control calculation unit 4A and a power conversion semiconductor. The power conversion semiconductor 4 A is provided with three-phase switching arms (U phase arm, V phase arm and W phase arm), an overheating identification device 8 A and an overheating protection device 9 A. The U phase arm, which is one of the switching arms, consists of a switching element 5 a of the upper arm, a switching element 5 b of the lower arm, a free-running element 6 a of the upper arm, a free-running element 6 b of the lower arm, a gate switching element 7 a of the upper arm, a gate switching element 7 b of the lower arm and thermistors 10 and 11 . The V phase arm and the W phase arm have the same structure as the U phase arm. A bipolar transistor is used here for the switching element. In the drawing, C, G and E show a collector, a gate and an emitter, respectively.

Die Motorsteuereinheit 1A wandelt allgemein Gleichstromenergie von einer elektrischen Energieeinheit (nicht gezeigt) in eine Wechselstromenergie um und liefert sie an den Motor 2. Die Umwandlung von der Gleichstromenergie in die Wechselstromenergie wird durch Schalten der Schaltelemente ausgeführt, die aus einem Leistungselement des Leistungsumwandlungshalbleiters 4A bestehen. Die Leistungselemente bestehen aus den Schaltelementen und den freilaufenden Elementen. Ein Gate-Ansteuersignal, das in der Steuerberechnungseinheit 3A zum Schalten erzeugt wird, ist mit dem Gate G der Schaltelemente über die Gate- Schaltelemente verbunden. Wenn die Schaltelemente durch ein Umschalten elektrifiziert werden, dann erzeugen sie aufgrund interner Verluste Wärme. Eine Überhitzung kann die Schaltelemente zerstören. Um die mögliche Zerstörung der Schaltelemente zu vermeiden, ist ein Überhitzungsschutz vorgesehen, indem die Temperatur der Schaltelemente überwacht wird, das von der Steuerberechnungseinheit 3A an die Gates der Schaltelemente fließende Signal unterbrochen wird (Gate- Unterbrechung), wenn die Temperatur einen vorgegebenen Pegel erreicht, und indem der an die Schaltelemente gesendete elektrische Strom unterbrochen wird. Ein Schutzfunktionsbetriebsalarmsignal wird an die Steuerberechnungseinheit 3A gesendet, wenn der Überhitzungsschutz ausgeführt wird. In der Zeichnung bestimmt eine Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8A durch ein Signal von dem Thermistor 10, ob die Temperaturerfassung und die Gate-Unterbrechung erforderlich sind oder nicht. Das Signal zum Unterbrechen des Gates wird in der Überhitzungsschutzeinrichtung 9A erzeugt, um die Gate- Unterbrechung durch die Gate-Schaltelemente 7a und 7b zu bewirken. Der Thermistor 10 ist in der Nähe der Schaltelemente angeordnet, um die Temperatur der Schaltelemente richtig zu reflektieren.The engine control unit 1 A generally converts DC power from an electric power unit (not shown) into an AC power and supplies it to the motor. 2 The conversion from direct current energy to alternating current energy is carried out by switching the switching elements, which consist of a power element of the power conversion semiconductor 4 A. The power elements consist of the switching elements and the free running elements. A gate drive signal, which is generated in the control calculation unit 3 A for switching, is connected to the gate G of the switching elements via the gate switching elements. When the switching elements are electrified by switching, they generate heat due to internal losses. Overheating can destroy the switching elements. In order to avoid the possible destruction of the switching elements, overheating protection is provided by monitoring the temperature of the switching elements and the signal flowing from the control calculation unit 3 A to the gates of the switching elements being interrupted (gate interruption) when the temperature reaches a predetermined level , and by interrupting the electrical current sent to the switching elements. A protective function operating alarm signal is sent to the controller 3 A calculation unit when the overheat protection is performed. In the drawing, an overheating identification means determines 8 A by a signal from the thermistor 10 if the temperature detection and the gate interrupt are necessary or not. The signal for interrupting the gate is generated in the overheating protection device 9 A in order to effect the gate interruption by the gate switching elements 7 a and 7 b. The thermistor 10 is located near the switching elements to properly reflect the temperature of the switching elements.

Ein anderer Thermistor 11 ist auf dem Umfang der Schaltelemente als eine Einrichtung zum Informieren der Steuerberechtigungseinheit 3A über die Temperatur der Schaltelemente angeordnet. In der Steuerberechnungseinheit 3A wird die Temperaturinformation der Schaltelemente aus dem Thermistor 11 zum Beispiel durch einen Mikrocomputer oder einen A/D Wandler ermittelt. Mit dieser Temperaturinformation (Signal) wird ein Gate-Ansteuersignal betrieben, so dass die Temperatur der Schaltelemente somit nicht übermäßig angehoben wird.Another thermistor 11 is arranged on the circumference of the switching elements as a device for informing the control authorization unit 3 A about the temperature of the switching elements. In the control calculation unit 3 A, the temperature information of the switching elements from the thermistor 11 is determined, for example, by a microcomputer or an A / D converter. A gate drive signal is operated with this temperature information (signal), so that the temperature of the switching elements is not raised excessively.

Als ein zweites herkömmliches Beispiel offenbart die japanische offengelegte Patentanmeldung (Kokai) Nr. Hei 10-21079 eine Steuereinheit zum Schützen von Schaltelementen vor einer Überhitzung durch Verwendung eines Temperatursignals von einem Leistungsumwandlungshalbleiter. In diesem zweiten herkömmlichen Beispiel wird eine Motorsteuereinheit zum Ausführen eines Überhitzungsschutzes auf ein elektrisches Fahrzeug angewendet. Fig. 15 zeigt dieses zweite herkömmliche Beispiel.As a second conventional example, Japanese Patent Application Laid-Open (Kokai) No. Hei 10-21079 discloses a control unit for protecting switching elements from overheating by using a temperature signal from a power conversion semiconductor. In this second conventional example, an engine control unit for performing overheating protection is applied to an electric vehicle. Fig. 15 shows this second conventional example.

In Fig. 15 bezeichnet ein Bezugszeichen 2 einen Motor, ein Bezugszeichen 12 ist eine Batterie, 13 ist ein Leistungsumwandler, 14 Räder, 15 eine Leistungsumwandlungs- ECU (eine elektronische Steuereinheit), 16 ein Gaspedal und 17 ein Temperatursensor. In Fig. 15, reference numeral 2 denotes an engine, reference numeral 12 is a battery, 13 is a power converter, 14 wheels, 15 is a power conversion ECU (electronic control unit), 16 is an accelerator pedal, and 17 is a temperature sensor.

Der Leistungsumwandler 13 ist mit der Batterie 12 verbunden, die als eine Energieeinheit dient, und der Motor 2 zum Antreiben des Fahrzeugs ist mit dem Leistungsumwandler 13 verbunden. Die Antriebskraft des Motors 2 wird über eine Drehachse und ein Differentialgetriebe an die Räder 14 übertragen, um als die Antriebskraft des Fahrzeugs zu dienen. Der Leistungsumwandler 13 ist mit dem Leistungsumwandlungshalbleiter versehen. Ferner wird der Leistungsumwandler 13 von der Leistungsumwandlungs-ECU 15 gesteuert und der Leistungsumwandlungshalbleiter innerhalb des Leistungsumwandlers 13 startet einen Schaltbetrieb in Abhängigkeit von einem Gate-Ansteuersignal, das von der Leistungsumwandlungs-ECU 15 eingegeben wird. Mit diesem Schaltbetrieb wird die von der Batterie 12 gelieferte Gleichstromenergie in eine Wechselstromenergie umgewandelt, die an den Motor 2 zugeführt werden soll.The power converter 13 is connected to the battery 12 serving as a power unit, and the motor 2 for driving the vehicle is connected to the power converter 13 . The driving force of the engine 2 is transmitted to the wheels 14 via an axis of rotation and a differential gear to serve as the driving force of the vehicle. The power converter 13 is provided with the power conversion semiconductor. Further, the power converter 13 is controlled by the power conversion ECU 15, and the power conversion semiconductor within the power converter 13 starts switching operation in response to a gate drive signal input from the power conversion ECU 15 . With this switching operation, the direct current energy supplied by the battery 12 is converted into an alternating current energy that is to be supplied to the motor 2 .

Die Leistungsumwandlungs-ECU 15 ist mit einem Gaspedal 16 verbunden und so ausgebildet, dass sie einen Druckbetrag als eine Gaspedalöffnung A% erfasst, wenn ein Fahrer auf das Gaspedal 16 tritt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Gaspedalöffnung 100% ist, wenn das Gaspedal vollständig gedrückt ist.The power conversion ECU 15 is connected to an accelerator pedal 16 and is configured to detect an amount of pressure as an accelerator opening A% when a driver steps on the accelerator pedal 16 . However, it should be noted that the accelerator opening is 100% when the accelerator is fully depressed.

Die Leistungswandler-ECU 15 ist auch mit dem Temperatursensor 17 verbunden, der sich innerhalb eines Gehäuses des Leistungsumwandlers 13 befindet, um die Temperatur INV-T der Schaltelemente zu ermitteln. Ferner bestimmt die Leistungsumwandler-ECU 15 den Änderungsbetrag der Elementtemperatur pro Einheitszeit auf Grundlage der Elementtemperatur INV-T, um zu ermöglichen, dass die Temperaturänderungsrate ΔT/Δt ist.The power converter ECU 15 is also connected to the temperature sensor 17 , which is located inside a housing of the power converter 13 , in order to determine the temperature INV-T of the switching elements. Furthermore, the power converter ECU 15 determines the change amount of the element temperature per unit time based on the element temperature INV-T to enable the temperature change rate to be ΔT / Δt.

Die Leistungsumwandler-ECU 15 bestimmt ein Drehmoment, das von dem Motor 2 ausgegeben werden soll, gemäß der Gaspedalöffnung A% und wandelt das gefundene Drehmoment in einen Drehmomentbefehl * um. Ferner bilden die folgenden zwei Arten von Begrenzungsraten (eine erste Begrenzungsrate α, eine zweite Begrenzungsrate β) multipliziert mit dem Drehmomentbefehl T den geregelten Drehmomentbefehl T*. Die erste Begrenzungsrate α wird auf Grundlage der Elementtemperatur INV-T basierend bestimmt. Die erste Begrenzungsrate α ist 100%, wenn die Elementtemperatur INV-T unter einer Begrenzungsstarttemperatur Ti ist. Wenn die Elementtemperatur INV-T höher als die Begrenzungsstarttemperatur Ti ist, dann wird die erste Begrenzungsrate α, die der Elementtemperatur INV-T zu dieser Zeit entspricht, mit dem Drehmomentbefehl T* multipliziert. Wenn die Elementtemperatur INV-T eine Null-Leistungs- Temperatur T2 erreicht, ist die erste Begrenzungsrate α 0 und der Drehmomentbefehl T* ist ebenfalls 0.The power converter ECU 15 determines a torque to be output from the engine 2 according to the accelerator opening A% and converts the found torque into a torque command *. Furthermore, the following two types of limiting rates (a first limiting rate α, a second limiting rate β) multiplied by the torque command T form the regulated torque command T *. The first limitation rate α is determined based on the element temperature INV-T. The first limit rate α is 100% when the element temperature INV-T is below a limit start temperature Ti. If the element temperature INV-T is higher than the limit start temperature Ti, then the first limit rate α, which corresponds to the element temperature INV-T at this time, is multiplied by the torque command T *. When the element temperature INV-T reaches a zero power temperature T2, the first limiting rate is α 0 and the torque command T * is also 0.

Die zweite Begrenzungsrate β wird basierend auf der Temperaturänderungsrate ΔT/Δt bestimmt. Die zweite Begrenzungsrate wird verwendet; wenn die Elementtemperatur INV-T über der Begrenzungsstarttemperatur Ti ist. Wenn die Temperaturänderungsrate AT/Δt unter einem ersten Referenzwert δ1 ist, ist die zweite Begrenzungsrate α 100%. Wenn die Temperaturänderungsrate ΔT/Δt höher als der erste Referenzwert δ1 ist, dann wird die zweite Begrenzungsrate β, die der Änderungsrate ΔT/Δt zu dieser Zeit entspricht, mit dem Drehmomentbefehl T* multipliziert. Wenn die Temperaturänderungsrate ΔT/Δt größer als die zweite Referenz δ2 ist, dann ist die zweite Begrenzungsrate β 0 und der Drehmomentbefehl T* ist ebenfalls 0.The second limiting rate β is based on the Temperature change rate ΔT / Δt determined. The second Clipping rate is used; if the element temperature INV-T is above the limit start temperature Ti. If the Temperature change rate AT / Δt below a first Is the reference value δ1, the second limiting rate is α 100%. If the temperature change rate ΔT / Δt is higher than the first Is the reference value δ1, then the second limiting rate β, which corresponds to the rate of change ΔT / Δt at that time with multiplied by the torque command T *. If the Temperature change rate ΔT / Δt greater than the second reference δ2, then the second limiting rate is β 0 and Torque command T * is also 0.

Die Leistungsumwandler-ECU 15 beobachtet den geregelten Drehmomentbefehl T*, der von dem obigen Vorgang ermittelt wird, und einen Befehlswert I* eines Motorelektrifizierungsstroms, der dem geregelten Drehmomentbefehl T* entspricht. Das erzeugte Drehmoment des Motors 2 wird so gesteuert, dass es mit dem geregelten Drehmomentbefehl T* übereinstimmt, indem die Schaltelemente des Leistungsumwandlungshalbleiters auf Grundlage dieses Strombefehlswerts I* umgeschaltet werden.The power converter ECU 15 observes the regulated torque command T * obtained from the above process and a command value I * of a motor electrification current corresponding to the regulated torque command T *. The generated torque of the motor 2 is controlled to match the regulated torque command T * by switching the switching elements of the power conversion semiconductor based on this current command value I *.

Wie voranstehend beschrieben ist die Schaltelementtemperatur in dem zweiten herkömmlichen Beispiel hoch und wenn sie schnell ansteigt, dann werden die Schaltelemente vor einer Überhitzung geschützt, indem im wesentlichen der Drehmomentbefehl geregelt wird. Wenn andererseits die Temperatur der Schaltelemente hoch ist, aber nicht schnell angestiegen ist, muss der Drehmomentbefehl nicht so schnell wie bei dem schnellen Ansteigen geregelt werden. Somit ist es möglich, die Schaltelemente vor einer Überhitzung zu schützen, während das Drehmoment gemäß dem Ausmaß der Temperatur geregelt wird.As described above, the switching element temperature is high in the second conventional example and if they rises quickly, then the switching elements in front of one Protected against overheating by essentially the Torque command is regulated. If, on the other hand, the Temperature of the switching elements is high, but not quickly the torque command does not have to rise as quickly how to regulate the rapid rise. So it is possible to switch the switching elements before overheating protect while the torque according to the extent of Temperature is regulated.

Gemäß dem ersten herkömmlichen Beispiel ist es möglich, einen Überhitzungsschutz durch ein Stoppen der Umschaltung (Gate- Unterbrechung) und einen Überhitzungsschutz durch eine Temperaturanstiegsüberwachung relativ zu dem Temperaturanstieg der Schaltelemente in dem Leistungsumwandlungshalbleiter bereitzustellen.According to the first conventional example, it is possible to use one Protection against overheating by stopping the switchover (gate Interruption) and overheating protection by a Temperature rise monitoring relative to that Temperature rise of the switching elements in the To provide power conversion semiconductors.

Jedoch unterscheidet sich gemäß dem ersten herkömmlichen Beispiel der Thermistor 10, der als der Temperatursensor für einen Überhitzungsschutz dient, von dem Thermistor 11, der als der Temperatursensor dient, der die Temperatur der Schaltelemente an die Steuerberechnungseinheit 3A überträgt. Es ist auch schwierig, die Temperatur der Schaltelemente, die von dem Thermistor 10 angezeigt wird, zu veranlassen, genau mit derjenigen der Schaltelemente übereinzustimmen, die von dem Thermistor 11 angezeigt werden, und zwar aufgrund des Abstands der Schaltelemente von ihren Spitzen, wie in der Anordnung und der Verteilung der elektrischen Charakteristiken jedes Sensor gesehen. Wenn es deshalb erforderlich ist, ein Gate-Steuersignal zum Schalten des Leistungsumwandlungshalbleiters 4A für einen Überhitzungsschutz über einen Temperaturüberwachung durch den Thermistor 11 zu erzeugen, bevor der Überhitzungsschutz von dem Thermistor 10 aktiviert ist, ist es erforderlich, die Verteilung des Sensors zu absorbieren, indem eine Schwellwerttemperatur-Startoperation des Gatesteuersignals auf einen niedrigeren Wert gesetzt wird. Wenn jedoch die Schwellwerttemperatur somit auf den niedrigeren Wert eingestellt wird, besteht eine gewisse Möglichkeit, dass der Überhitzungsschutzprozess häufig ausgeführt wird, sogar in einem normalen Betrieb, und dies ist deshalb nicht praktisch. Wenn andererseits die Schwellwerttemperatur auf einen normalen Wert eingestellt wird (nicht niedrig), gibt es eine bestimmte Möglichkeit, dass der Überhitzungsschutz von dem Thermistor 10 vor dem Start des Überhitzungsschutzprozesses ausgeführt wird, in Abhängigkeit von der Verteilung (Dispersion) des Sensors) und der Schaltbetrieb der Schaltelemente stoppt, um die Steuerung zu unterbrechen. Eine derartige Eigenschaft ist in der Motorsteuereinheit der vorliegenden Erfindung nicht wünschenswert.However, the thermistor 10, which serves as the temperature sensor for an overheating protector, from the thermistor 11 serving as the temperature sensor, the temperature of the switching elements transfers to the control calculation unit 3 A differs according to the first conventional example. It is also difficult to cause the temperature of the switching elements indicated by the thermistor 10 to exactly match that of the switching elements indicated by the thermistor 11 due to the distance of the switching elements from their tips, as in FIG Arrangement and distribution of the electrical characteristics of each sensor seen. Therefore, if it is necessary to generate a gate control signal for switching the power conversion semiconductor 4 A for overheating protection via temperature monitoring by the thermistor 11 before the overheating protection is activated by the thermistor 10 , it is necessary to absorb the distribution of the sensor, by setting a threshold temperature start operation of the gate control signal to a lower value. However, if the threshold temperature is thus set to the lower value, there is some possibility that the overheating protection process will be carried out frequently, even in normal operation, and therefore it is not practical. On the other hand, if the threshold temperature is set to a normal value (not low), there is a certain possibility that the overheat protection from the thermistor 10 is performed before the start of the overheat protection process, depending on the distribution (dispersion) of the sensor) and the switching operation of the switching elements stops to interrupt the control. Such a property is not desirable in the engine control unit of the present invention.

Selbst wenn gemäß dem zweiten herkömmlichen Beispiel die Schaltelementtemperatur des Leistungsumwandlungshalbleiters plötzlich ansteigt, ist es möglich zu verhindern, dass sich das Schaltelement überhitzt, indem nicht nur ein Drehmomentbefehl des Motors geregelt wird, sondern auch ein Elektrifizierungsstrombefehl gemäß einer Rate einer Änderung pro Einheitszeit der Schaltelementtemperatur. Der Regelbetrag des Drehmomentbefehls wird erhöht oder verkleinert, um die geeignete Drehmomentregelung in Abhängigkeit davon, ob die Schaltelementtemperatur hoch oder niedrig ist, bereitzustellen.Even if, according to the second conventional example, the Switching element temperature of the power conversion semiconductor suddenly increases, it is possible to prevent yourself the switching element overheats by not only one Torque command of the engine is regulated, but also a Electrification current command according to a rate of change per unit time of the switching element temperature. The regular amount of the torque command is increased or decreased by the suitable torque control depending on whether the Switching element temperature is high or low, to provide.

Wenn jedoch in dem zweiten herkömmlichen Beispiel ein Temperatursignal des Schaltelements, das mit der Leistungsumwandler-ECU 15 verbunden werden soll, sich wegen irgendwelcher Gründe schnell ändert, beispielsweise aufgrund eines Drahtbruchs oder eines Ausfalls des Temperatursensors des Schaltelements, wird der Drehmomentbefehl stark geregelt, weil eine Rate einer Änderung pro Einheitszeit der Schaltelementtemperatur groß ist, was zu einer plötzlichen Änderung in dem erzeugenden Drehmoment des Motors führt. Diese Eigenschaft ist in einer Fahrzeugmotorsteuereinheit in einem elektrischen Fahrzeug nicht wünschenswert, weil diese einen schlechten Einfluss auf die Kontinuität einer Steuerung aufweist und das Fahrzeugreaktionssystem ebenfalls beeinflusst.However, in the second conventional example, when a temperature signal of the switching element to be connected to the power converter ECU 15 changes rapidly for some reason, such as a wire break or a failure of the switching element temperature sensor, the torque command is largely controlled because one Rate of change per unit time of switching element temperature is large, resulting in a sudden change in the generating torque of the motor. This property is not desirable in a vehicle engine control unit in an electric vehicle because it has a poor impact on the continuity of control and also affects the vehicle response system.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuereinheit bereitzustellen, die sämtliche der voranstehend erwähnten Nachteile im Stand der Technik beseitigt und schnell und genau die Temperatur eines Schaltelements erfassen kann, das ein Leistungselement eines Leistungsumwandlungshalbleiters bildet, und in geeigneter Weise verhindern kann, dass das Schaltelement überhitzt wird, wodurch die Kontinuität der Steuerung sichergestellt wird.It is therefore an object of the present invention to Engine control unit to provide all of the Disadvantages of the prior art mentioned above eliminates and quickly and accurately the temperature of a Switching element can detect that a power element of a Power conversion semiconductor forms, and in a more suitable Way can prevent the switching element from overheating, which ensures the continuity of the control.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Motorsteuereinheit vorgesehen, umfassend ein erstes Schaltelement, das auf einer Hochpotentialseite angeordnet ist, ein zweites Schaltelement, das auf einer Niedrigpotentialseite angeordnet ist, eine Mehrfachphase von Schaltarmen, die das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement zusammen in Reihe verschalten, und mit einem Gleichstromenergieeingang parallel verbunden ist, um einen Wechselstrommotor mit einer Wechselstromenergie von zwischen jedem Schaltelement jedes Schaltarms zu versorgen, eine Steuerberechnungseinheit zum Steuern des Schaltvorgangs jedes Schaltelements, um einen Strom des Motors zu steuern, und wobei ein Halbleiterelement mit einem P-N-Übergang in der Nähe des Schaltelements angeordnet und mit einer Konstantstromschaltung verbunden ist, und wobei eine Überhitzungsschutzeinrichtung bereitgestellt wird, um die Temperatur des Schaltelements durch Erfassen eines Vorwärtsspannungswerts zwischen dem P-N-Übergang des Halbleiters zu erkennen, und das Schaltelement in einen AUS- Zustand bringt, wenn auf Grundlage der erkannten Temperatur des Schaltelements beurteilt wird, dass das Schaltelement in einer Überhitzungsbedingung ist.According to the present invention is an engine control unit provided, comprising a first switching element, which on a High potential side is arranged, a second switching element, located on a low potential side, one Multiple phase of switching arms that are the first switching element and connect the second switching element together in series, and connected in parallel to a DC power input is about an AC motor with an AC power from between each switching element of each switching arm supply a control calculation unit for controlling the Switching each switching element to a current of Motor control, and being a semiconductor element with a P-N junction located near the switching element and is connected to a constant current circuit, and wherein overheating protection is provided to the temperature of the switching element by detecting a Forward voltage value between the P-N junction of the  Detect semiconductor, and the switching element in an OFF Condition brings when based on the detected temperature of the switching element is judged that the switching element in an overheating condition.

Die Steuerberechnungseinheit umfasst ferner eine Strombefehlswert-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Strombefehlswerts, der an den Motor gesendet wird, eine Stromsteuereinrichtung zum Steuern eines Stroms, der an den Motor gesendet wird, auf Grundlage des Strombefehlswerts, und eine Überwachungseinrichtung zum Eingeben der Temperatur des Schaltelements und des Strombefehlswerts, zum Überwachung der Beziehung zwischen der Schaltelementtemperatur und dem Strombefehlswert in einer Zeitsequenz und zum Steuern des Strombefehlswerts, um zu bewirken, dass sich die Bewegung des Motors für den Fall eines Ausfalls, beispielsweise einer Beschädigung des Halbleiterelements oder eines Drahtbruchs, in mäßiger Weise verändert.The control calculation unit further comprises one Current command value calculating means for calculating a Current command value sent to the motor, one Current control device for controlling a current supplied to the Motor is sent based on the current command value, and a monitoring device for entering the temperature of the Switching element and the current command value, for monitoring the Relationship between the switching element temperature and the Current command value in a time sequence and for controlling the Current command value to cause the movement of the Motors in the event of a failure, for example one Damage to the semiconductor element or a wire break, changed in a moderate way.

Anstelle der Überwachungseinrichtung ist auch eine andere Überwachungseinrichtung zum Eingeben der Motortemperatur, der Schaltelementtemperatur und des Strombefehlswerts, zum Überwachen der Beziehung zwischen der Motortemperatur, der Schaltelementtemperatur und dem Strombefehlswert in einer zeitlichen Sequenz, und zum Steuern des Strombefehlswerts, um zu bewirken, dass die Bewegung des Motors sich für den Fall eines Ausfalls, beispielsweise einer Bestätigung des Halbleiterelements und eines Drahtbruchs, in mäßiger Weise verändert, vorgesehen.Another is in place of the monitoring device Monitoring device for entering the engine temperature, the Switching element temperature and the current command value to Monitoring the relationship between the engine temperature, the Switching element temperature and the current command value in one temporal sequence, and to control the current command value to to cause the movement of the motor to fall a failure, for example a confirmation of the Semiconductor element and a wire break, in a moderate manner changed, provided.

Die Steuerberechnungseinrichtung ist ferner mit einer Stromberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Stromwerts, der an das Schaltelement gesendet wird, auf Grundlage der Schaltelementtemperatur und einem Ausgangsanschlussspannungswert des Schaltelements versehen. The control calculation device is also equipped with a Current calculation device for calculating a current value, which is sent to the switching element based on the Switching element temperature and one Output terminal voltage value of the switching element.  

Ferner ist die Überhitzungsverhinderungseinrichtung ausgelegt, um den Vorwärtsspannungswert des Halbleiterelements vorher bei der festen Temperatur zu speichern, so dass sie die Änderung erkennen kann, wenn sich die absolute Größe der Schaltelementtemperatur verändert.Furthermore, the overheating preventing device designed to match the forward voltage value of the Semiconductor element beforehand at the fixed temperature save so that it can detect the change if there is the absolute size of the switching element temperature changed.

Die Überhitzungsschutzeinrichtung ist ausgelegt, um die Schaltelementtemperatur an die Steuerberechnungseinheit in der Form eines analogen Signals zu senden oder Information dahingehend, ob der Überhitzungsschutz des Schaltelements nun gerade ausgeführt wird oder nicht, an die Steuerberechnungseinheit in der Form eines digitalen Signals zu senden. Sie ist auch dafür ausgelegt, die höchste Temperatur jeder Phase des Schaltelements zu erkennen und eine Beurteilung auf Grundlage dieser höchsten Temperatur auszuführen.The overheating protection device is designed to protect the Switching element temperature to the control calculation unit in in the form of an analog signal or to send information in terms of whether the overheating protection of the switching element is now is currently running or not, to the Control calculation unit in the form of a digital signal to send. It is also designed to be the highest Detect temperature of each phase of the switching element and an assessment based on this highest temperature to execute.

Das Halbleiterelement ist auch innerhalb des Spitzenbereichs angeordnet, wo das Schaltelement gebildet ist, oder in der Nähe des Spitzenbereichs.The semiconductor element is also within the tip area arranged where the switching element is formed, or in the Near the tip area.

Eine Diode wird zum Beispiel als der Halbleiter verwendet. Ein bipolarer Transistor wird zum Beispiel für das Schaltelement verwendet und der Kollektor-zu-Emitter- Spannungswert des bipolaren Transistors als das Schaltelement wird von der Spannungserfassungseinrichtung erfasst.For example, a diode is used as the semiconductor. For example, a bipolar transistor is used for Switching element used and the collector-to-emitter Voltage value of the bipolar transistor as the switching element is detected by the voltage detection device.

Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenders Erfindung ergeben sich näher aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.The above and other tasks, features and advantages of The present invention will be apparent from the following Description in connection with the enclosed Drawings.

Kurzbeschreibung der beiliegenden ZeichnungenBrief description of the attached drawings

In den Zeichnungen zeigen: The drawings show:  

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Motorsteuereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a block diagram of a motor control unit according to a first embodiment of the present invention;

Fig. 2 eine Ansicht, die die erste Ausführungsform erläutert; Fig. 2 is a view explaining the first embodiment;

Fig. 3 eine Ansicht, die eine zweite Ausführungsform erläutert; Fig. 3 is a view explaining a second embodiment;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Motorsteuereinheit gemäß der dritten und vierten Ausführungsformen; Fig. 4 is a block diagram of a motor controller according to the third and fourth embodiments;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Motorsteuereinheit gemäß einer fünften Ausführungsform; Fig. 5 is a block diagram of a motor control unit according to a fifth embodiment;

Fig. 6 eine Ansicht, die ein Beispiel eines Leistungselements zeigt, das in der sechsten Ausführungsform verwendet wird; Fig. 6 is a view showing an example of a power element that is used in the sixth embodiment;

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer Motorsteuereinheit gemäß einer siebten Ausführungsform; Fig. 7 is a block diagram of a motor control unit according to a seventh embodiment;

Fig. 8 ein internes Blockschaltbild einer Temperaturüberwachungseinrichtung in der siebten Ausführungsform; Fig. 8 is an internal block diagram of a temperature monitoring device in the seventh embodiment;

Fig. 9 eine Ansicht, die eine Zeitverstärkungstabelle innerhalb der Temperaturüberwachungseinrichtung der siebten Ausführungsform zeigt; Figure 9 is a view showing a time gain table within the temperature monitoring device of the seventh embodiment.

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Motorsteuereinheit gemäß einer achten Ausführungsform; FIG. 10 is a block diagram of a motor control unit according to an eighth embodiment;

Fig. 11 ein internes Blockschaltbild der Temperaturüberwachungseinrichtung gemäß der achten Ausführungsform; FIG. 11 is an internal block diagram of the temperature monitoring device according to the eighth embodiment;

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Motorsteuereinheit gemäß einer neunten Ausführungsform; FIG. 12 is a block diagram of a motor control unit according to a ninth embodiment;

Fig. 13 eine Ansicht, die das Betätigungsprinzip der neunten Ausführungsform erläutert; FIG. 13 is a view explaining the operating principle of the ninth embodiment;

Fig. 14 ein Blockschaltbild, die eine Motorsteuereinheit als ein erstes herkömmliches Beispiel zeigt; und FIG. 14 is a block diagram showing an engine control unit as a first conventional example; and

Fig. 15 ein Blockschaltbild, das eine Fahrzeugmotor- Steuereinheit als ein zweites herkömmliches Beispiel zeigt. Fig. 15 is a block diagram showing a Fahrzeugmotor- control unit as a second conventional example.

Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDescription of the preferred embodiments Erste AusführungsformFirst embodiment

Eine erste Ausführungsform einer Mötorsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erläutert.A first embodiment of a motor control unit according to the present invention is explained below with reference to FIGS . 1 and 2.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Beispiels einer Motorsteuereinheit der vorliegenden Erfindung zeigt. Hier ist eine Motorsteuereinheit in einem Fahrzeug erläutert, aber es sei darauf hingewiesen, dass die Motorsteuereinheit genauso für andere Fahrzeuge verwendet werden kann. Fig. 1 is a block diagram showing a construction of an example of a motor controller of the present invention. Here, an engine control unit in a vehicle is explained, but it should be noted that the engine control unit can also be used for other vehicles.

In Fig. 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 1 eine Motorsteuereinheit in einem Fahrzeug, Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Motor, 3 eine Steuerberechnungseinheit bzw. 4 einen Leistungsumwandlungshalbleiter in einem Fahrzeug. Der Leistungsumwandlungshalbleiter 4 in dem Fahrzeug (ein On- Vehicle-Leistungsumwandlungshalbleiter), der als eine Energieumwandlungseinheit dient, ist mit dreiphasigen Schaltarmen (U-Phasenarm, V-Phasenarm und W-Phasenarm), einer Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8, einer Überhitzungs-Schutzeinrichtung 9, und einer Konstantstromschaltung 18 versehen, die dafür ausgelegt ist, um einen elektrischen Strom an eine Temperaturerfassungsdiode (nachstehend beschrieben) zu senden. Der U-Phasenarm, der einer der Schaltarme ist, besteht aus einem Schaltelement 5a des oberen Arms, einem Schaltelement 5b des unteren Arms, einem freilaufenden Element 6a des oberen Arms, einem freilaufenden Element 6b des unteren Arms, einem Gate- Schaltelement 7a des oberen Arms, einem Gate-Schaltelement 7bm des unteren Arms und der Temperaturerfassungsdiode 19. Der V-Phasenarm und der W-Phasenarm weisen den gleichen Aufbau wie der U-Phasenarm auf. Ein bipolarer Transistor wird hier für das Schaltelement verwendet.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes an engine control unit in a vehicle, reference numeral 2 denotes a motor, 3 is a control computing unit 4 and a power conversion semiconductor in a vehicle. The power conversion semiconductor 4 in the vehicle (an on-vehicle power conversion semiconductor) serving as an energy conversion unit is provided with three-phase switching arms (U-phase arm, V-phase arm and W-phase arm), an overheating identification device 8 , an overheating protection device 9 , and a constant current circuit 18 , which is designed to send an electrical current to a temperature detection diode (described below). The U-phase arm, which is one of the switching arms, consists of a switching element 5 a of the upper arm, a switching element 5 b of the lower arm, a free-running element 6 a of the upper arm, a free-running element 6 b of the lower arm, a gate Switching element 7 a of the upper arm, a gate switching element 7 bm of the lower arm and the temperature detection diode 19 . The V-phase arm and the W-phase arm have the same structure as the U-phase arm. A bipolar transistor is used here for the switching element.

Ein Schaltelement und eine freilaufende Diode bilden ein Energie- bzw. Leistungselement. Das heißt, zwei Leistungselemente sind pro Phase des dreiphasigen Wechselstroms in Reihe geschaltet. Die Seite, die auf einer Hochpotentialseite des Gleichstromenergieeingangs liegt, wird als "ein oberer Arm" bezeichnet, bzw. diejenige, die auf einer Niedrigpotentialseite liegt, wird als "ein unterer Arm" bezeichnet. Die Temperaturerfassungsdiode 19, die als ein Temperatursensor für das Schaltelement dient, das das Leistungselement bildet, ist auf der gleichen Platine wie das Leistungselement gebildet.A switching element and a free-wheeling diode form an energy or power element. This means that two power elements are connected in series per phase of the three-phase alternating current. The side that is on a high potential side of the DC power input is referred to as "an upper arm", and that on a low potential side is referred to as "a lower arm". The temperature detection diode 19 serving as a temperature sensor for the switching element that constitutes the power element is formed on the same board as the power element.

Die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 gibt einen Vorwärtsspannungswert ein, der zwischen der Anode und der Kathode (P-N Übergang) der Temperaturerfassungsdiode 19 erzeugt wird, die ein Halbleiterelement mit dem P-N-Übergang ist, und beurteilt durch Lesen von Änderungen des eingegebenen Vorwärtsspannungswerts, ob ein Überhitzungsschutz ausgeführt werden sollte oder nicht. Diese Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 gibt ein Unterbrechungsanzeigesignal (nachstehend als "ein Gate- Unterbrechungs-Anzeigesignal" bezeichnet) eines Schaltsignals (Gating-Signals) an die Überhitzungsschutzeinrichtung 9 aus, wenn sie beurteilt, dass der Überhitzungsschutz ausgeführt werden sollte. Die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 und die Überhitzungs-Schutzeinrichtung bilden die Überhitzungs-Schutzeinrichtung.The overheat identifier 8 inputs a forward voltage value generated between the anode and the cathode (PN junction) of the temperature detection diode 19 , which is a semiconductor element with the PN junction, and judges whether overheating protection by reading changes in the input forward voltage value should be executed or not. This overheat identification device 8 outputs an interruption indication signal (hereinafter referred to as "a gate interruption indication signal") of a switching signal (gating signal) to the overheat protection device 9 when it judges that the overheat protection should be performed. The overheating identification device 8 and the overheating protection device form the overheating protection device.

Die Überhitzungs-Schutzeinrichtung 9 gibt ein Signal, das ein Ausschalten des Gate-Schaltelements bewirkt, an das Gate- Schaltelement aus, wenn sie das Gate-Unterbrechungs- Anzeigesignal von der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 eingibt und unterbricht die Übertragung des Gating-Signals von der Steuerberechnungseinheit 3 an das Schaltelement.The overheating protection device 9 outputs a signal that causes the gate switching element to turn off to the gate switching element when it inputs the gate open indication signal from the overheating identification device 8 , and interrupts the transmission of the gating signal from the Control calculation unit 3 to the switching element.

Die Motorsteuereinheit 1 in einem Fahrzeug (nachstehend auch als On-Vehicle-Motorsteuereinheit bezeichnet) der ersten Ausführungsform wird durch den On-Vehicle- Leistungsumwandlungshalbleiter 4 und die Steuerberechnungseinheit 3 mit dem voranstehend erwähnten Aufbau gebildet.The engine control unit 1 in a vehicle (hereinafter also referred to as an on-vehicle engine control unit) of the first embodiment is formed by the on-vehicle power conversion semiconductor 4 and the control calculation unit 3 with the above-mentioned structure.

Ein Betrieb dieser Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.Operation of this embodiment will be as follows described.

Der On-Vehicle-Leistungsumwandlungshalbleiter 4 ist mit einer elektrischen Energieeinheit (nicht gezeigt) verbunden und wandelt eine eingegebene Gleichstromleistung in eine Wechselstromleistung um und sendet sie an den Motor 2. Die Umwandlung von der Gleichstromenergie in die Wechselstromenergie wird durch Schalten des Schaltelements, das das Leistungselement des On-Vehicle- Leistungsumwandlungshalbleiters 4 bildet, ausgeführt. In der Steuerberechnungseinheit 3 wird der Befehlswert des elektrischen Stroms, der elektrifiziert werden soll, berechnet, um den Motor 2 in die Lage zu versetzen, die erforderliche Bewegung auszuführen, und das Schaltsignal zum EIN/AUS-Schalten des Schaltelements wird erzeugt, um zu bewirken, dass der Strom des Strombefehlswerts fließt. Das Schaltsignal (Gating-Signal) wird an ein Gate G der oberen und unteren Schaltelemente jeder Phase übertragen.The on-vehicle power conversion semiconductor 4 is connected to an electric power unit (not shown) and converts an input DC power into an AC power and sends it to the motor 2 . The conversion from the direct current energy to the alternating current energy is carried out by switching the switching element that forms the power element of the on-vehicle power conversion semiconductor 4 . In the control calculation unit 3 , the command value of the electric current to be electrified is calculated to enable the motor 2 to perform the required movement, and the switching signal for switching the switching element ON / OFF is generated to cause that the current of the current command value flows. The switching signal (gating signal) is transmitted to a gate G of the upper and lower switching elements of each phase.

Wenn eine Elektrizität durch einen Schaltvorgang eingeschaltet wird, dann erzeugt das Schaltelement aufgrund der internen Verluste Wärme. Es gibt die Möglichkeit eines Überhitzungsausfalls des Schaltelements, wenn das Schaltelement Wärme erzeugt. Deshalb erfasst die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 die Temperatur des Schaltelements und beurteilt, ob die Gate-Unterbrechung des Schaltsignals ausgeführt werden sollte oder nicht, um den Überhitzungsschutz bereitzustellen. Wenn die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 beurteilt, dass die Gate- Unterbrechung ausgeführt werden sollte, sendet sie ein Gate- Unterbrechungs-Anzeigesignal an die Überhitzungs- Schutzeinrichtung 9. Auf einen Empfang des Gate- Unterbrechungs-Anzeigesignals hin sendet die Überhitzungsschutzeinrichtung 9 das Gate-Unterbrechungssignal an die Gate-Schalteinrichtung, um die Gate-Schalteinrichtung zu schließen, und unterbricht die Übertragung des Gate- Signals an das Schaltelement.When electricity is turned on by a switching operation, the switching element generates heat due to the internal losses. There is a possibility of the switching element failing to overheat when the switching element generates heat. Therefore, the overheat identification device 8 detects the temperature of the switching element and judges whether or not the gate interruption of the switching signal should be performed to provide the overheating protection. When the overheat identification device 8 judges that the gate interruption should be performed, it sends a gate interruption indication signal to the overheat protection device 9 . Upon receipt of the gate open indication signal, the overheat protection device 9 sends the gate open signal to the gate switch to close the gate switch and stops transmitting the gate signal to the switching element.

Die Temperaturerfassung des Schaltelements durch die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 wird wie nachstehend spezifiziert ausgeführt. Ein Konstantstrom if, der von einer Konstantstromschaltung 18 fließt, fließt in die Anodenseite des Temperaturerfassungselements 19 hinein und von der Kathodenseite heraus. Der Elektrifizierungsstrom zu dieser Zeit wird angesichts der Polarität als Vorwärtsstrom bezeichnet, wenn er in die Temperaturerfassungsdiode 19 hineinfließt. Ferner wird eine Potentialdifferenz, die zwischen der Anode und der Kathode der Temperaturerfassungsdiode 19 erzeugt wird, als eine Vorwärtsspannung vf bezeichnet. Die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 ist mit der Anode und der Kathode der Temperaturerfassungsdiode 19 verbunden und gibt die Vorwärtsspannung vf ein. The temperature detection of the switching element by the overheat identification device 8 is carried out as specified below. A constant current if flowing from a constant current circuit 18 flows into the anode side of the temperature sensing element 19 and out of the cathode side. The electrification current at this time is referred to as forward current in view of the polarity when it flows into the temperature detection diode 19 . Furthermore, a potential difference generated between the anode and the cathode of the temperature detection diode 19 is referred to as a forward voltage vf. The overheat identification device 8 is connected to the anode and the cathode of the temperature detection diode 19 and inputs the forward voltage vf.

Eine charakteristische Kurve zwischen der Vorwärtsspannung Vf und dem Vorwärtsstrom if der Temperaturerfassungsdiode 19 ist in Fig. 2 gezeigt. Die Vorwärtsspannung vf relativ zu dem Vorwärtsstrom if verändert sich nämlich in Abhängigkeit von der Übergangs-Temperatur Tj der Temperaturerfassungsdiode 19. Die Vorwärtsspannung fällt relativ zu einem Anstieg der Übergangs-Temperatur Tj.A characteristic curve between the forward voltage Vf and the forward current if of the temperature detection diode 19 is shown in FIG. 2. That is, the forward voltage vf relative to the forward current if changes depending on the transition temperature Tj of the temperature detection diode 19 . The forward voltage drops relative to an increase in the transition temperature Tj.

Die Vorwärtsspannung Vf, wenn ein konstanter Vorwärtsstrom if an die Temperaturerfassungsdiode 19 gesendet wird, weist derartige Eigenschaften, wie in Fig. 3 gezeigt, relativ zu der Übergangs-Temperatur Ti auf. Das heißt, die Vorwärtsspannung vf nimmt ab, wenn die Übergangs-Temperatur Tj ansteigt. Wenn demzufolge Änderungen der Vorwärtsspannung vf der Temperaturerfassungsdiode 19, an die ein konstanter Vorwärtsstrom gesendet wird, gelesen werden, ist es möglich, die Änderung der Übergangs-Temperatur Tj der Temperaturerfassungsdiode 19 zu erfassen.The forward voltage Vf when a constant forward current if is sent to the temperature detection diode 19 has such characteristics as shown in FIG. 3 relative to the transition temperature Ti. That is, the forward voltage vf decreases as the transition temperature Tj increases. Accordingly, when changes in the forward voltage vf of the temperature detection diode 19 to which a constant forward current is sent are read, it is possible to detect the change in the transition temperature Tj of the temperature detection diode 19 .

Das heißt, die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 gibt die Vorwärtsspannung vf der Temperaturerfassungsdiode 19 ein und erkennt Änderungen der Übergangs-Temperatur Tj der Temperaturerfassungsdiode 19. In diesem Fall ist es möglich, die Übergangs-Temperatur Tj der Temperaturerfassungsdiode 19 als die Schaltelementtemperatur zu lesen, indem die Temperaturerfassungsdiode in der Nähe des Schaltelements angeordnet wird und indem der Vorwärtsstrom if der Temperaturerfassungsdiode 19 auf einen niedrigeren Wert eingestellt wird, bei dem die Diode selbst nicht überhitzt wird.That is, the overheat identification device 8 inputs the forward voltage vf of the temperature detection diode 19 and detects changes in the transition temperature Tj of the temperature detection diode 19 . In this case, it is possible to read the transition temperature Tj of the temperature detection diode 19 as the switching element temperature by placing the temperature detection diode near the switching element and by setting the forward current if of the temperature detection diode 19 to a lower value at which the diode itself is not overheated.

Somit ist es möglich, die Schaltelementtemperatur durch Senden eines konstanten Vorwärtsstroms an die Temperaturerfassungsdiode, die auf der gleichen Platine wie das Leistungselement gebildet und in der Nähe des Schaltelements angeordnet ist, und durch Lesen der Vorwärtsspannung der Temperaturerfassungsdiode zu erkennen. Da diese Temperaturerfassung viel schneller ist als diejenige durch einen Thermistor und der Temperaturanstieg des Schaltelements genau innerhalb einer kurzen Zeit erfasst wird, ist es möglich, die Überhitzungsschutzcharakteristiken des Schaltelements zu verbessern.It is thus possible to control the switching element temperature Sending a constant forward current to the Temperature sensing diode on the same board as the power element formed and near the Switching element is arranged, and by reading the  Detect forward voltage of the temperature detection diode. Because this temperature detection is much faster than that through a thermistor and the temperature rise of the Switching element detected exactly within a short time becomes, it is possible to overheat protection characteristics to improve the switching element.

Zweite AusführungsformSecond embodiment

Es kann auch ratsam sein, die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 zu veranlassen, den Vorwärtsspannungswert der Temperaturerfassungsdiode 19 bei der festen Temperatur zu speichern.It may also be advisable to have the overheat identification device 8 store the forward voltage value of the temperature sensing diode 19 at the fixed temperature.

Eine zweite Ausführungsform wird nachstehend gemäß Fig. 3 erläutert. Die Vorwärtsspannung bei der Temperatur Tj0 ist Vf0. Als Folge einer nachfolgenden Änderung der Schaltelementtemperatur, wenn der erfasste Vorwärtsspannungswert Vf1 ist, wird die gegenwärtige Temperatur Tj1 als die Temperaturänderung entsprechend {Tj0- (Vf1-Vf0)} bestimmt. Da nun ein Änderungsbetrag Avfdes Vorwärtsspannungswerts relativ zu einer Änderungsrate ATj der Übergangs-Temperatur unabhängig von dem Übergang konstant ist, ist es möglich, die absolute Größe des Übergangs von Zeit zu Zeit zu erfassen, und zwar unabhängig davon, wie die Vorwärtsspannung sich verändert, falls der Absolutwert der Übergangs-Temperatur relativ zu einem gewissen Vorwärtsspannungswert bestimmt wird. Wenn der Vorwärtsspannungswert der Temperaturerfassungsdiode 19 bei einer festen Temperatur gespeichert wird, zum Beispiel bei einer Temperatur, bei der man die Schaltelementtemperatur bei Raumtemperatur ohne die Hilfe der Temperatur- Identifikationseinrichtung 8A erkennen kann, ist es deshalb möglich, die Übergangs-Temperatur, das heißt die absolute Größe der Schaltelementtemperatur, schnell und genau zu berechnen, selbst wenn sich die Schaltelementtemperatur danach ändert. A second embodiment is explained below according to FIG. 3. The forward voltage at temperature Tj0 is Vf0. As a result of a subsequent change in the switching element temperature when the detected forward voltage value is Vf1, the current temperature Tj1 is determined as the temperature change corresponding to {Tj0- (Vf1-Vf0)}. Now, since a change amount Avf of the forward voltage value is constant relative to a change rate ATj of the transition temperature regardless of the transition, it is possible to grasp the absolute magnitude of the transition from time to time regardless of how the forward voltage changes if the absolute value of the transition temperature is determined relative to a certain forward voltage value. Therefore, if the forward voltage value of the temperature detection diode 19 is stored at a fixed temperature, for example at a temperature at which the switching element temperature can be recognized at room temperature without the help of the temperature identification device 8 A, it is possible to determine the transition temperature, that is to calculate the absolute size of the switching element temperature quickly and accurately, even if the switching element temperature changes thereafter.

Dritte AusführungsformThird embodiment

Wie in Fig. 4 gezeigt kann es auch ratsam sein, eine Funktion, die die Temperaturinformation (ein Signal) des Schaltelements als ein analoges Signal an die Steuerberechnungseinheit 3 zu übertragen, zu der Überhitzungs-Steuereinrichtung hinzuzufügen.As shown in FIG. 4, it may also be advisable to add a function that transmits the temperature information (a signal) of the switching element as an analog signal to the control calculation unit 3 to the overheating control device.

Wenn nämlich der Vorwärtsstrom an die Temperaturerfassungsdiode 19 von einer Konstantstromschaltung 18 gesendet wird, wird die Vorwärtsspannung Vf der Temperaturerfassungsdiode 19 zu dieser Zeit der Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 eingegeben. In der Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 wird die Schaltelementtemperatur in der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 in der gleichen Weise wie in den Ausführungsformen 1 und 2 berechnet. Die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 beurteilt ferner auf Grundlage der berechneten Schaltelementtemperatur, ob die Gate-Unterbrechung des Schaltsignals für einen Überhitzungsschutz ausgeführt werden sollte oder nicht. Wenn die Ausführung der Gate-Unterbrechung beurteilt wird, sendet die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 das Gate-Unterbrechungs- Anzeigesignal an die Überhitzungs-Schutzeinrichtung 9. Gleichzeitig sendet die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 die absolute Größe der Schaltelementtemperatur an die Steuerberechnungseinheit 3 als ein analoges Signal. Die Steuerberechnungseinheit 3 erzeugt das Schaltsignal des Schaltelements, das ein Leistungselement bildet, durch Verwenden der Temperaturinformation des Eingangs-Schaltelements. Da die Temperaturinformation des Schaltelements gleich zu derjenigen ist, die innerhalb der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8a verwendet wird, um Bedingungen dahingehend zu beurteilen, ob die Gate- Unterbrechung ausgeführt wird oder nicht, gibt es keine Möglichkeit, dass während des Steuerbetriebs der On-Vehicle- Motorsteuereinheit die Steuerbewegung von der Gate- Unterbrechung für einen Überhitzungsschutz unterbrochen wird und den Fahrzeugbetrieb in ernsthafter Weise beeinträchtigen wird, wenn das Schaltsignal so erzeugt wird, dass die Wärmeerzeugung des Schaltelements gesteuert wird, bevor die Schaltelementtemperatur eine Schwellwerttemperatur zum Ausführen der Gate-Unterbrechung erreicht.Namely, when the forward current is sent to the temperature detection diode 19 from a constant current circuit 18 , the forward voltage Vf of the temperature detection diode 19 is input to the overheat identifier 8 at this time. In the overheat identification device 8 , the switching element temperature in the overheat identification device 8 is calculated in the same manner as in the embodiments 1 and 2. The overheat identification device 8 further judges, based on the calculated switching element temperature, whether the gate interruption of the switching signal should be carried out for overheating protection or not. When the execution of the gate interruption is judged, the overheat identification device 8 sends the gate interruption indication signal to the overheat protection device 9 . At the same time, the overheating identification device 8 sends the absolute size of the switching element temperature to the control calculation unit 3 as an analog signal. The control calculation unit 3 generates the switching signal of the switching element that constitutes a power element by using the temperature information of the input switching element. Since the temperature information of the switching element is the same as that used within the overheat identification device 8 a to judge conditions as to whether the gate open is executed or not, there is no possibility that during the control operation of the on-vehicle Motor control unit will interrupt the control movement from the gate break for overheating protection and will seriously affect vehicle operation if the switch signal is generated to control the heat generation of the switch element before the switch element temperature reaches a threshold temperature for executing the gate break .

Es sei darauf hingewiesen, dass die Schaltelement- Temperaturinformation, die von der Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 an die Steuerberechnungseinheit 3 gesendet wird, der Betrag einer Änderung pro Einheitszeit der Schaltelementtemperatur, eine Erhöhung oder Erniedrigung der Schaltelementtemperatur nach dem Starten der On-Vehicle- Motorsteuereinheit 1 oder einer Kombination davon sein kann.It should be noted that the switching element temperature information sent from the overheating identification device 8 to the control calculation unit 3 , the amount of change per unit time of the switching element temperature, an increase or decrease in the switching element temperature after the on-vehicle engine control unit 1 is started or a combination thereof.

Vierte AusführungsformFourth embodiment

Eine Funktion zum Senden von Information darüber, ob gerade ein Überhitzungsschutz ausgeführt wird oder nicht, an die Steuerberechnungseinheit 3 als ein digitales Signal kann zu der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 hinzugefügt werden.A function of sending information about whether overheating protection is being performed or not to the control calculation unit 3 as a digital signal can be added to the overheating identification device 8 .

Die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 beurteilt nämlich auf Grundlage der berechneten Schaltelementtemperatur, ob die Gate-Unterbrechung des Schaltsignals für einen Überhitzungsschutz ausgeführt werden sollte oder nicht. Die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 sendet dann, wenn das Ausführen der Gate-Unterbrechung bestimmt wird, ein Gate- Unterbrechungs-Anzeigesignal an die Überhitzungs- Schutzeinrichtung 9 und überträgt Information dahingehend, ob der Überhitzungsschutz gerade ausgeführt wird oder nicht, an die Steuerberechnungseinheit 3 als ein digitales Signal. Das digitale Signal wie hier angegeben, kann ein Hoch/Niedrig- Binärpegel eines Logikelements oder die serielle Kommunikation durch einen Binärpegel einer Zeitkombination sein.Namely, the overheating identification device 8 judges on the basis of the calculated switching element temperature whether the gate interruption of the switching signal should be carried out for overheating protection or not. When the execution of the gate interruption is determined, the overheat identification device 8 sends a gate interruption indication signal to the overheat protection device 9 and transmits information as to whether the overheat protection is being executed or not to the control calculation unit 3 as one digital signal. The digital signal as given here can be a high / low binary level of a logic element or the serial communication by a binary level of a time combination.

Ferner führt die Steuerberechnungseinheit 3 einen vorgegebenen Betrieb aus, um eine Sicherheit der Fahrzeugbewegung sicherzustellen, bis der Überhitzungsschutz entfernt wird, und zwar auf Grundlage der eingegebenen Information darüber, ob der Überhitzungsschutz gerade ausgeführt wird oder nicht, und steuert zum Beispiel das Ansteuern eines Lüfters oder eines Gebläses für eine Wärmeabstrahlung, so dass der Überhitzungs-Schutz bald entfernt werden kann. Die vorgegebene Bewegung umfasst eine Warnung an den Ansteuerer durch Lampen, Sprache und dergleichen, beispielsweise eine Überhitzungs-Warnanzeige in einem motorbetriebenen Fahrzeug. Wenn ein Antriebsmotor in einem hybriden Fahrzeug gesteuert wird, wird der Motorausgang auch während der Steuerung einer Elektrizität für einen Überhitzungsschutz ausgeführt und es wird eine Bewegung für eine Ausgangssteuerung einer Maschine erwartet, wobei der Ausgabemangel des Motors vorhergesagt wird.Furthermore, the control calculation unit 3 executes a predetermined operation to ensure safety of the vehicle movement until the overheating protection is removed, based on the input information as to whether the overheating protection is currently being carried out or not, and controls, for example, the activation of a fan or of a fan for heat radiation so that the overheating protection can be removed soon. The predetermined movement includes a warning to the driver by lamps, speech and the like, for example an overheating warning display in a motor-driven vehicle. When a drive motor is controlled in a hybrid vehicle, the motor output is also executed while controlling electricity for overheating protection and movement is expected for output control of an engine, predicting the lack of output of the motor.

Somit kann die Information, die von der Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8A an die Steuerberechnungseinheit 3 gesendet wird, anzeigen, ob der Überhitzungsschutz bereits ausgeführt worden ist, der Überhitzungsschutz mehr als eine feste Anzahl von Malen ausgeführt worden ist, der Überhitzungsschutz um einen festen Wert als die ausgeführte Schwellwerttemperatur angestiegen ist, der Überhitzungsschutz nach einer festen Zeit in der Zukunft ausgeführt werden wird, oder eine Kombination davon.Thus, the information sent from the overheating identification device 8A to the control calculation unit 3 can indicate whether the overheating protection has already been carried out, the overheating protection has been carried out more than a fixed number of times, the overheating protection by a fixed value than the threshold temperature being executed has risen, the overheat protection will be executed after a fixed time in the future, or a combination thereof.

Fünfte AusführungsformFifth embodiment

Eine Ausführungsform, bei der der Überhitzungsschutz in Abhängigkeit von den Wärmeerzeugungsbedingungen jeder Phase des Schaltelements ausgeführt werden kann, wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert. In jeder Phase der Arme U, V und W ist die Temperaturerfassungsdiode, wie in Fig. I gezeigt, auf der gleichen Platine wie das Leistungselement gebildet. Der V Phasenarm und der W Phasenarm weisen den gleichen Aufbau wie der U Phasenarm auf, aber in der Figur sind an sie unterschiedliche alphabetische Bezeichnungen angeführt.An embodiment in which the overheating protection can be performed depending on the heat generation conditions of each phase of the switching element will be explained with reference to FIG. 5. In each phase of the arms U, V and W, the temperature detection diode , as shown in Fig. I, is formed on the same board as the power element. The V phase arm and the W phase arm have the same structure as the U phase arm, but different alphabetical names are given to them in the figure.

Die Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c jeder Phase sind parallel mit der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 verbunden und die Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c jeder Phase sind mit einer Konstantstromschaltung 18 verbunden. Die Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c jeder Phase sind mit der Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 parallel verbunden, weil diese ein Referenzpotential und vier Eingangsleitungen sein können, wenn die Vorwärtsspannung Vfu, Vfv und Vfw der Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c erfasst wird. Wenn eine Verdrahtung zum Erfassen der Vorwärtsspannung Vfu, Vfv und Vfw benötigt wird, ist die Art der Verdrahtung jedoch nicht wichtig.The temperature detection diodes 19 a, 19 b and 19 c of each phase are connected in parallel to the overheating identification device 8 and the temperature detection diodes 19 a, 19 b and 19 c of each phase are connected to a constant current circuit 18 . The temperature detection diodes 19 a, 19 b and 19 c of each phase are connected in parallel to the overheating identification device 8 because these can be a reference potential and four input lines if the forward voltage Vfu, Vfv and Vfw of the temperature detection diodes 19 a, 19 b and 19 c is recorded. However, if wiring is required to sense the forward voltage Vfu, Vfv and Vfw, the type of wiring is not important.

Der Betrieb dieser Ausführungsform wird nun nachstehend beschrieben.The operation of this embodiment will now be as follows described.

Die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 gibt die Vorwärtsspannung Vfu, Vfv und Vfw den jeweiligen Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c ein und erkennt dann Änderungen der Übergangs-Temperatur Tju, Tjv und Tjw der jeweiligen Temperaturerfassungsdiode 19a, 19b und 19c. Wenn in diesem Fall jede Temperaturerfassungsdiode 19a, 19b und 19c in der Nähe des Schaltelements gebildet wird und der Vorwärtsstrom if der Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c auf einen niedrigeren Wert eingestellt wird, so dass die Dioden selbst nicht überhitzt werden, dann kann die Übergangs-Temperatur Tju der U-Phasen- Temperaturerfassungsdiode 19a als die U-Phasen- Schaltelementtemperatur gelesen werden, die Übergangs- Temperatur Tjv der V-Phasen-Temperaturerfassungsdiode 19b kann als die V-Phasen-Schaltelementtemperatur gelesen werden bzw. die Übergangs-Temperatur Tjw der W- Phasentemperaturerfassungsdiode 19c kann als die W-Phasen- Schaltelementtemperatur gelesen werden.The overheat identification device 8 inputs the forward voltage Vfu, Vfv and Vfw to the respective temperature detection diodes 19 a, 19 b and 19 c and then detects changes in the transition temperature Tju, Tjv and Tjw of the respective temperature detection diode 19 a, 19 b and 19 c. In this case, if each temperature detection diode 19 a, 19 b and 19 c is formed in the vicinity of the switching element and the forward current if of the temperature detection diodes 19 a, 19 b and 19 c is set to a lower value so that the diodes themselves are not overheated , then the transition temperature Tju of the U-phase temperature detection diode 19 a can be read as the U-phase switching element temperature, the transition temperature Tjv of the V-phase temperature detection diode 19 b can be read as the V-phase switching element temperature or the transition temperature Tjw of the W-phase temperature detection diode 19 c can be read as the W-phase switching element temperature.

Wenn, wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, bei jedem Schaltarm jeder Phase die Temperaturerfassungsdiode auf der gleichen Platine wie das Leistungselement gebildet ist, ein fester Vorwärtsstrom an die Temperaturerfassungsdiode gesendet wird und die Vorwärtsspannung der Temperaturerfassungsdiode gelesen wird, ist es möglich, die Schaltelementtemperatur jeder Phase genau zu erfassen. Durch Verwenden der Schaltelementtemperatur als den Standard der Beurteilung für die maximale Temperatur innerhalb des Schaltelements jeder Phase, selbst wenn irgendeine Abweichung in der Wärmeerzeugungsbedingung des Schaltelements jeder Phase vorhanden ist, ist es demzufolge möglich, den Überhitzungsschutz gemäß der höchsten Überhitzungstemperatur des Schaltelements genau auszuführen.If, as can be seen from the above description, at the temperature detection diode on each switching arm of each phase the same board as the power element is formed, a fixed forward current to the temperature sensing diode is sent and the forward voltage of the Temperature sensing diode is read, it is possible to Detect switching element temperature of each phase exactly. By Using the switching element temperature as the standard of Assessment for the maximum temperature within the Switching element of each phase, even if there is any deviation in the heat generating condition of the switching element each Phase is present, it is therefore possible to Overheating protection according to the highest overheating temperature of the switching element to perform exactly.

Sechste AusführungsformSixth embodiment

Wie in Fig. 6 gezeigt besteht eine Einheit eines Leistungselements aus einem Spitzenbereich, der das Schaltelement bildet, und einem anderen Spitzenbereich, der eine freilaufende Diode bildet, auf der Halbleiterplatine. Das Schaltelement wird durch Anordnen einer Vielzahl von Schaltelementen parallel gebildet, die zum Aussenden eines kleinen Strombetrags ausgelegt sind. Demzufolge ist es wünschenswert, die Temperatur innerhalb des Spitzenbereichs, der das Schaltelement bildet, hinsichtlich einer Wärmeerzeugung des elektrifizierten Schaltelements zu erfassen. Durch Anordnen der Temperaturerfassungsdiode nahe zu dem Spitzenbereich des Schaltelements oder durch Bilden dieser innerhalb des Spitzenbereichs wird es somit möglich, die Spitzentemperatur des Schaltelements für einen genauen Überhitzungsschutz ohne eine Verzögerung einer Wärmeleitung zu erfassen.As shown in FIG. 6, a unit of a power element consists of a tip region, which forms the switching element, and another peak region, which forms a free-wheeling diode, on the semiconductor board. The switching element is formed by arranging a plurality of switching elements in parallel, which are designed to emit a small amount of current. Accordingly, it is desirable to detect the temperature within the peak area that constitutes the switching element with respect to heat generation of the electrified switching element. Thus, by placing the temperature detection diode close to the tip area of the switching element or by forming it within the tip area, it becomes possible to detect the peak temperature of the switching element for accurate overheating protection without delaying heat conduction.

Siebte AusführungsformSeventh embodiment

Eine On-Vehicle-Motorsteuereinheit in Kombination mit einer Steuerberechnungseinheit 3 einschließlich einer Temperaturüberwachungseinrichtung darin wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben.An on-vehicle engine control unit in combination with a control calculation unit 3 including a temperature monitor therein will be described below with reference to FIGS. 7 and 8.

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild der On-Vehicle- Motorsteuereinheit gemäß einer siebten Ausführungsform. In Fig. 7 ist ein Bezugszeichen 3 eine Steuerberechnungseinheit, die mit einer Temperaturüberwachungseinrichtung 20, einer Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 und einer Stromsteuereinrichtung 22 versehen ist. Ein On-Vehicle- Leistungsumwandlungshalbleiter 4 weist den gleichen Aufbau wie in Fig. 5 auf. Fig. 7 is a block diagram of the On-Vehicle- engine control unit according to a seventh embodiment. In FIG. 7, reference numeral 3 is a control calculation unit which is provided with a temperature monitoring device 20 , a current command calculation device 21 and a current control device 22 . An on-vehicle power conversion semiconductor 4 has the same structure as in FIG. 5.

Fig. 8 ist ein internes Blockschaltbild der Temperaturüberwachungseinrichtung. In der Figur ist ein Bezugszeichen 30 eine Absolutwertschaltung, Bezugszeichen 31a, 39 und 46 sind Ausgabeeinrichtungen für einen einmaligen Berechnungsvorzyklus, 31b ist eine Ausgabeeinrichtung für einen zweimaligen Berechnungsvorzyklus, 31m ist eine Ausgabeeinrichtung für einen m-maligen Berechnungsvorzyklus, 32 ein Addierer, 33 eine Verstärkungsberechnungskarte, 34 eine Maximalwert-Ausgabeeinrichtung, 35 und 61 eine Minimumwert-Ausgabeeinrichtung, 36, 42, 50 und 58 Konstanten- Ausgabeeinrichtungen, 38 und 41 Koeffizientenmultiplizierer, 37, 40 43, 47 und 53 Subtrahierer, 44 und 45 Multiplizierer, 48, 54 und 55 Vergleicher, 49 und 57 Verstärkungsberechnungs- Ausgabeeinrichtungen, 51 und 59 Zeitverstärkungstabellen, 52 und 60 logische selektive Schalter bzw. 56 eine Logikeinheit. Fig. 8 is an internal block diagram of the temperature monitoring means. In the figure, reference numeral 30 is an absolute value circuit, reference numerals 31 a, 39 and 46 are output devices for a one-time calculation precycle, 31 b is an output device for a two-time calculation precycle, 31 m is an output device for an m-time calculation precycle, 32 is an adder, 33 a gain calculation card, 34 a maximum value output device, 35 and 61 a minimum value output device, 36 , 42 , 50 and 58 constant output devices, 38 and 41 coefficient multipliers, 37 , 40 43 , 47 and 53 subtractors, 44 and 45 multipliers, 48 , 54 and 55 comparators, 49 and 57 gain calculation output devices, 51 and 59 time gain tables, 52 and 60 logic selective switches and 56 a logic unit.

Der Betrieb der Motorsteuereinheit wird nachstehend beschrieben. The operation of the engine control unit is as follows described.  

Wie in Fig. 5 gezeigt wird der Vorwärtsstrom if an jede der Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c gesendet und die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 gibt die Vorwärtsspannung Vfu, Vfv und Vfw jeder der Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c ein und berechnet die Temperatur Tju, Tjv und Tjw für jede Phase des Schaltelements. In diesem Fall, wie in der zweiten Ausführungsform gezeigt, ist es möglich, die Schaltelementtemperatur als einen absoluten Wert genau zu berechnen, indem die Vorwärtsspannung Vfu, Vfv und Vfw jeder Temperaturerfassungsdiode 19a, 19b und 19c bei einer festen Temperatur gespeichert wird, zum Beispiel bei der Temperatur, bei der die Schaltelementtemperatur bei einer Raumtemperatur ohne die Hilfe der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 erkannt werden kann. Die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 beurteilt auf Grundlage der berechneten Tju, Tjv und Tjw, ob die Gate-Unterbrechung für einen Überhitzungsschutz ausgeführt werden sollte oder nicht und sendet ein Signal an die Überhitzungs-Schutzeinrichtung 9, wenn beurteilt wird, dass die Gate-Unterbrechung ausgeführt werden sollte. Ferner wird die Schaltelementtemperatur Tju, Tjv und Tjw als das Schaltelement-Temperatursignal jeder Phase von der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 ausgegeben.As shown in Fig. 5, the forward current if is sent to each of the temperature detection diodes 19 a, 19 b and 19 c and the overheat identification device 8 inputs the forward voltage Vfu, Vfv and Vfw of each of the temperature detection diodes 19 a, 19 b and 19 c calculates the temperature Tju, Tjv and Tjw for each phase of the switching element. In this case, as shown in the second embodiment, it is possible to accurately calculate the switching element temperature as an absolute value by storing the forward voltage Vfu, Vfv and Vfw of each temperature detection diode 19 a, 19 b and 19 c at a fixed temperature, for example at the temperature at which the switching element temperature can be recognized at a room temperature without the help of the overheating identification device 8 . The overheat identification device 8 judges whether or not the gate interruption should be performed for overheating protection based on the calculated Tju, Tjv and Tjw, and sends a signal to the overheating protection device 9 when it is judged that the gate interruption is performed should be. Furthermore, the switching element temperature Tju, Tjv and Tjw is output as the switching element temperature signal of each phase from the overheat identification device 8 .

Wenn dann der Voreinstell-Strombefehl I*, der von einer Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 ausgegeben wird, und die Schaltelementtemperatur Tju, Tjv und Tjw der Temperatur- Überwachungseinrichtung 20 eingegeben werden, wird der obere und untere Begrenzungsgrenzwert LMT (I*) für den Strombefehl an die Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 ausgegeben.Then, when the preset current command I * output from a current command calculator 21 and the switching element temperature Tju, Tjv and Tjw of the temperature monitor 20 are input, the upper and lower limit limit LMT (I *) for the current command becomes on the current command calculator 21 is output.

Wenn, wie insbesondere in Fig. 8 gezeigt, die Schaltelementtemperatur Tju, Tjv und Tjw der Maximalwert- Ausgabeeinrichtung 34 eingegeben wird, wird der maximale Wert Tjmax von Tju, Tjv und Tjw gewählt und ausgegeben. Der Subtrahierer 37 subtrahiert den maximalen Wert Tjmax von einer Konstanten Tmax-Tj, die von der Konstanten- Ausgabeeinrichtung 36 ausgegeben wird und gibt einen Temperaturspielraum T jmargin aus. Die Konstante Tmax-Tj wird auf einen Wert gesetzt, der der Temperatur entspricht, die das Schaltelement durch eine Überhitzung beschädigt. Dann wird Tjmargin mit Ka in dem Koeffizientenmultiplizierer 38 multipliziert und der Wert, der den oberen und unteren Grenzwerten der Elektrizität entspricht, die an den Motor 2 gesendet werden soll, wird ausgegeben. Der Strom ist nämlich gemäß dem Temperaturspielraum Tjmargin begrenzt und die Verstärkung wird durch das Ausmaß des Temperaturanstiegs, des Wärmeabstrahlungs-Verhaltens und der gleichen des Schaltelements relativ zu einer Menge eines elektrischen Stroms bestimmt.As shown particularly in FIG. 8, when the switching element temperature Tju, Tjv and Tjw is input to the maximum value output device 34 , the maximum value Tjmax of Tju, Tjv and Tjw is selected and output. The subtractor 37 subtracts the maximum value Tjmax from a constant Tmax-Tj that is output from the constant output device 36 and outputs a temperature margin T jmargin. The constant Tmax-Tj is set to a value corresponding to the temperature that the switching element is damaged by overheating. Then, Tjmargin is multiplied by Ka in the coefficient multiplier 38, and the value corresponding to the upper and lower limits of electricity to be sent to the motor 2 is output. Namely, the current is limited according to the temperature margin Tjmargin, and the gain is determined by the amount of the temperature rise, the heat radiation behavior and the like of the switching element relative to an amount of an electric current.

Ferner wird der Temperaturspielraum Tjmargin an eine Ausgabeeinrichtung 39 für einen einmaligen Berechnungsvorzyklus ausgegeben und der Temperaturspielraum des Zyklusses unmittelbar vor dem Berechnungszyklus Tjmargin (n-1) wird davon ausgegeben. Der Berechnungszyklus behandelt den Zeitablauf diskret und der Zyklus ist mit Δt gezeigt. Der Temperaturspielraum des gegenwärtigen Zyklusses ist als Tjmargin (n) gezeigt und der Temperaturspielraum des m-ten Zyklusses vor dem Berechnungszyklus wird als Tjmargin (n-m) gezeigt. Bezug nehmend auf den Subtrahierer 40 wird der Temperaturspielraum des Zyklusses unmittelbar vor dem Zyklus Tjmargin (n-1) von dem Temperaturspielraum des gegenwärtigen Zyklusses Tjmargin (n) subtrahiert und eine Rate einer Änderung des Temperaturspielraums pro Zyklus Δt (Tjmargin (n)-Tjmargin (n-1)/Δt = Δtjmargin/Δt wird ausgegeben. Dann wird die Änderungsrate (Δtjmargin/Δt) an den Koeffizientenmultiplizierer 41 eingegeben und mit der Verstärkung Kb multipliziert. In dem Subtrahierer 43 wird der Ausgang des Koeffizientenmultiplizierers 41 von dem Ausgang der Konstanten-Ausgabeeinrichtung 42 subtrahiert, um 1.0-Kb × (ΔTjmargin/Δt) auszugeben. Als nächstes wird der Ausgang des Koeffizientenmultiplizierers 38 mit dem Ausgang des Subtrahierers 43 multipliziert. Eine Multiplikation von 1.0- Kb × (Δtjmargin/Δt) entspricht einer Einstellung des Werts, der dem oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert der Elektrizität (Kb × Tjmargin) entspricht, der an den Motor 2 gesendet werden soll, gemäß der Änderungsrate des Temperaturspielraums pro Zyklus Δt (ΔTjmargin/Δt). Wenn nämlich die Verkleinerung des Temperaturspielraums groß ist, dann wird der obere und untere Begrenzungsgrenzwert der Elektrizität auf einen kleineren Wert gesetzt, während dann, wenn der Anstieg des Temperaturspielraums groß ist, der obere und untere Begrenzungsgrenzwert auf einen größeren Wert gesetzt wird.Furthermore, the temperature margin Tjmargin is output to an output device 39 for a one-time calculation pre-cycle and the temperature margin of the cycle immediately before the calculation cycle Tjmargin (n-1) is output therefrom. The calculation cycle treats the course of time discretely and the cycle is shown with Δt. The temperature margin of the current cycle is shown as Tjmargin (n) and the temperature margin of the m-th cycle before the calculation cycle is shown as Tjmargin (nm). Referring to subtractor 40 , the temperature margin of the cycle immediately before cycle Tjmargin (n-1) is subtracted from the temperature margin of the current cycle Tjmargin (n) and a rate of change in temperature margin per cycle Δt (Tjmargin (n) -Tjmargin ( n-1) / Δt = Δtjmargin / Δt is output, then the rate of change (Δtjmargin / Δt) is input to the coefficient multiplier 41 and multiplied by the gain Kb. In the subtractor 43 , the output of the coefficient multiplier 41 is output from the constant. Output device 42 subtracts to output 1.0-Kb × (ΔTjmargin / Δt) Next, the output of coefficient multiplier 38 is multiplied by the output of subtractor 43. Multiplication of 1.0-Kb × (Δtjmargin / Δt) corresponds to an adjustment of the value, which corresponds to the upper and lower limit of electricity (Kb × Tjmargin) that is sent to the motor 2 rden, according to the rate of change of the temperature margin per cycle Δt (ΔTjmargin / Δt). That is, when the decrease in the temperature margin is large, the upper and lower limit limits of electricity are set to a smaller value, while when the increase in the temperature margin is large, the upper and lower limit limits are set to a larger value.

Andererseits wird der Voreinstellungs-Strombefehl I*, der von der Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 ausgegeben wird, einer Absolutwertschaltung 30 auf eine Rückkopplung hin eingegeben und der Absolutwert |I*| des Voreinstellungs- Strombefehls I* wird ausgegeben. Wenn |I*| jeder Berechnungs- Vorzyklus-Ausgabeeinrichtung 31a-31m eingegeben wird, werden jeweils |I*| (n-1), |I*| (n-2), . . . |I*| (n-m) ausgegeben. Als nächstes werden |I*| (n-1), |I*| (n-2), . . . |I*| (n-m) und |I*|(n) dem Addierer 32 eingegeben, um die Gesamtsumme Σ |I*| zu ermitteln. Wenn Σ |I*| der Verstärkungsberechnungskarte 33 eingegeben wird, dann wird ein Einstellungsverstärkungsbetrag entsprechend der Gesamtsumme Σ |I*| ausgegeben. In dem Multiplizierer 45 wird der Ausgang des Multiplizierers 44 mit dem Ausgang von der Verstärkungsberechnungskarte für eine Ausgabe multipliziert. Das heißt, dieser Ausgang entspricht einer Einstellung des oberen und unteren Begrenzungsgrenzwerts der Elektrizität, die an den Motor 2 gesendet werden soll, gemäß dem Betrag der Gesamtsumme Σ |I*| des Absolutwerts des Voreinstellungs-Strombefehls I* für den Term des vergangenen m x Δt. Die Verstärkungsberechnungskarte 33 wird durch das Wärmeabstrahlungsverhalten und dergleichen bezüglich des Strombetrags bestimmt. On the other hand, the preset current command I * output from the current command calculator 21 is input to an absolute value circuit 30 upon feedback, and the absolute value | I * | of the preset current command I * is issued. If | I * | each calculation previous cycle output means 31 is input to a- 31 m, respectively | I * | (n-1), | I * | (n-2),. . . | I * | (nm) output. Next, | I * | (n-1), | I * | (n-2),. . . | I * | (nm) and | I * | (n) are input to adder 32 to give the total Σ | I * | to investigate. If Σ | I * | is input to the gain calculation card 33 , then a setting gain amount corresponding to the total sum Σ | I * | spent. In multiplier 45 , the output of multiplier 44 is multiplied by the output from the gain calculation card for output. That is, this output corresponds to setting the upper and lower limit limits of electricity to be sent to the motor 2 according to the amount of the total Σ | I * | of the absolute value of the preset current command I * for the term of the past mx Δt. The gain calculation map 33 is determined by the heat radiation behavior and the like with respect to the amount of current.

Ferner werden die Schaltelementtemperaturen Tju, Tjv und Tjw einer Minimumwert-Ausgabeeinrichtung 35 eingegeben und der minimale Wert Tjmin von Tju, Tjv und Tjw wird ausgegeben. Dann wird die Differenz zwischen dem Ausgang Tmax der Maximalwert-Ausgabeeinrichtung 34 und dem Ausgang Tjmin der Minimumwert-Ausgabeeinrichtung 35, das heißt, die Differenz (Tjmax-Tjmin) zwischen der maximalen und minimalen Temperatur des Schaltelements jeder Phase ausgegeben. Wenn als nächstes der Ausgang des Subtrahierers 53 dem Vergleicher 54 eingegeben wird, dann wird eine Beurteilung durchgeführt, welcher größer ist: (Tjmax-Tjmin) oder die Konstante Ta. Wenn (Tjmax-Tjmin) < Ta ist, wird eine logische 1 ausgegeben, und wenn (Tjmax-Tjmin) Ta ist, dann wird eine logische 0 ausgegeben. Ferner wird der Ausgang Tjmin der Minimumwert-Ausgabeeinrichtung 35 an den Vergleicher 55 für einen Vergleich mit der Konstante Tb ausgegeben. Wenn Tb < Tjmin ist, wird eine logische 1 ausgegeben, und wenn Tb < Tjmin ist, wird eine logische 0 ausgegeben. Als nächstes wird 1 oder 0 in einem logischen Betrieb durch eine ODER Logikeinheit 56 ausgegeben.Furthermore, the switching element temperatures Tju, Tjv and Tjw are input to a minimum value output device 35 and the minimum value Tjmin of Tju, Tjv and Tjw is output. Then, the difference between the output Tmax of the maximum value output device 34 and the output Tjmin of the minimum value output device 35 , that is, the difference (Tjmax-Tjmin) between the maximum and minimum temperature of the switching element of each phase is output. Next, when the output of the subtractor 53 is input to the comparator 54 , a judgment is made which is larger: (Tjmax-Tjmin) or the constant Ta. If (Tjmax-Tjmin) <Ta, a logical 1 is output, and if (Tjmax-Tjmin) is Ta, then a logical 0 is output. Furthermore, the output Tjmin of the minimum value output device 35 is output to the comparator 55 for a comparison with the constant Tb. If Tb <Tjmin, a logic 1 is output, and if Tb <Tjmin, a logic 0 is output. Next, 1 or 0 is output in a logical operation by an OR logic unit 56 .

Der Ausgang des ODER Logikberechnungselement 56 wird einer Verstärkungsberechnungseinrichtung 57 eingegeben und der Wert, der dem oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert des Stroms entspricht, der an den Motor 2 gesendet werden soll, wird ausgegeben. Die Verstärkungsberechnungseinrichtung 57 besteht aus der Konstanten-Ausgabeeinrichtung 58, der Zeitverstärkungstabelle 59 und dem Logikwählschalter 60. Die Verstärkungsberechnungseinrichtung 57 ist dafür ausgelegt, um den Wert Ga der Konstanten-Ausgabeeinrichtung 58 auszugeben, wenn die eingegebene Logik 0 ist, und um den Wert Gb (t) der Zeitverstärkungstabelle 59 auszugeben, wenn die eingegebene Logik 1 ist. Fig. 9 zeigt die Zeitverstärkungstabelle 59 mit Einzelheiten. In Fig. 9 zeigt die laterale Achse die Zeit t von einer Ereigniserzeugungszeit und die vertikale Achse zeigt den Verstärkungsausgabewert. Das heißt, die Zeit, wenn sich eine eingegebene Logik an der Verstärkungsberechnungseinrichtung von 1 nach 0 ändert, ist die Ereigniserzeugungszeit und der Verstärkungsausgabewert Gb, der der abgelaufenen Zeit von diesem Punkt entspricht, wird ausgegeben. Bezug nehmend auf die Verstärkung Gb in Fig. 9 ist der Wert unmittelbar hinter der Ereigniserzeugung Ga und nimmt allmählich auf 0 ab. Dies liegt daran, dass dann, wenn ein Ausfall, beispielsweise ein Diodenausfall oder ein Signaldrahtbruch bei der Signalübertragung von den Temperaturerfassungsdioden 19a-19c durch die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 an die Temperaturüberwachungseinrichtung 20 stattfindet, der plötzliche Anstieg der Temperaturdifferenz (Tjmax-Tjmin) zwischen den Schaltelementen jeder Phase und ein plötzlicher Abfall in der minimalen Temperatur Tjmin automatisch erfasst wird und infolgedessen die Wirkung des Motors 2 in mäßiger Weise gesteuert werden kann, ohne die Steuerungskontinuität zu beeinträchtigen.The output of the OR logic calculation element 56 is input to a gain calculator 57 , and the value corresponding to the upper and lower limit limit of the current to be sent to the motor 2 is output. The gain calculator 57 consists of the constant output device 58 , the time gain table 59 and the logic selector switch 60 . The gain calculator 57 is designed to output the value Ga of the constant output means 58 when the input logic is 0 and to output the value Gb (t) of the time gain table 59 when the input logic is 1 . Fig. 9 shows the time gain table 59 with details. In Fig. 9, the lateral axis shows the time t from an event generation time, and the vertical axis shows the gain output value. That is, the time when input logic on the gain calculator changes from 1 to 0 is the event generation time and the gain output value Gb corresponding to the elapsed time from that point is output. Referring to the gain Gb in Fig. 9, the value is immediately after the event generation Ga and gradually decreases to 0. This is because if a failure, for example a diode failure or a signal wire break occurs during the signal transmission from the temperature detection diodes 19 a- 19 c through the overheating identification device 8 to the temperature monitoring device 20 , the sudden increase in the temperature difference (Tjmax-Tjmin) between the switching elements of each phase and a sudden drop in the minimum temperature Tjmin is automatically detected and as a result the effect of the motor 2 can be controlled in a moderate manner without affecting the control continuity.

Wenn eine Änderungsrate des Temperaturspielraums (Δ Tjmargin/Δ t), der der Ausgang des Subtrahierers 40 ist, der Ausgabeeinrichtung für einen einmaligen Berechnungsvorzyklus eingegeben wird, dann wird die Änderungsrate des Temperaturspielraums des Zyklusses unmittelbar vor dem Zyklus (Δ Tjmargin/Δ (n-1)) ausgegeben. Dann wird in dem Subtrahierer 47 die Änderungsrate des Temperaturspielraums des Zyklusses unmittelbar vor dem Zyklus (Δ Tjmargin/Δ (n-1)) von der Änderungsrate des Temperaturspielraums des gegenwärtigen Zyklusses (Δ Tjmargin/Δ (n)) subtrahiert und die Veränderungskomponente der Änderungsrate des Temperaturspielraums pro Zyklus Δt wird ausgegeben. Dann wird in dem Vergleicher 48 die Veränderungskomponente der Änderungsrate des Temperaturspielraums, die der Ausgang des Subtrahierers 47 ist, und die Konstante Da verglichen, um herauszufinden, welcher größer ist, Wenn (die Änderungskomponente der Änderungsrate des Temperaturspielraums) < die Konstante Da ist, dann wird eine logische 1 ausgegeben, und wenn (die Veränderungskomponente der Änderungsrate des Temperaturspielraums) die Konstante Ga ist, wird eine logische 0 ausgegeben. Der Ausgang des Vergleichers 48 wird der Verstärkungsberechnungseinrichtung 57 eingegeben und der Wert, der dem oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert des Stroms entspricht, der an den Motor 2 gesendet werden soll, wird ausgegeben. Die Verstärkungsberechnungseinrichtung 49 besteht aus einer Konstanten-Ausgabeeinrichtung 50, einer Zeitverstärkungstabelle 51 und einem Logikwählschalter 52. Die Verstärkungsberechnungseinrichtung 49 gibt den Wert Gc der Konstanten-Ausgabeeinrichtung 50 aus, wenn die eingegebene Logik 0 ist, und den Wert Gd (t) der Zeitverstärkungstabelle 51, wenn die eingegebene Logik 1 ist. Die Zeitverstärkungstabelle 51 ist mit Einzelheiten in Fig. 9 gezeigt. Das heißt, die Zeit, wenn sich die eingegebene Logik an der Verstärkungsberechnungseinrichtung von 1 nach 0 ändert, wird als die Ereigniserzeugungszeit angesehen und der Verstärkungsausgangswert Gd, der der nachfolgenden abgelaufenen Zeit entspricht, wird ausgegeben. Die Verstärkung Gb weist den Wert Gc unmittelbar nach der Ereigniserzeugung auf und nimmt allmählich auf 0 ab. Dies liegt daran, dass dann, wenn ein Ausfall, beispielsweise ein Diodenausfall, ein Signalverdrahtungsbruch oder dergleichen bei der Signalübertragung von den Temperaturerfassungsdioden 19a-19c über die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 an die Temperaturüberwachungseinrichtung 20 vorhanden ist, der plötzliche Anstieg der Differenz der maximalen Temperatur zwischen dem Schaltelement jeder Phase automatisch erfasst werden kann und infolgedessen die Wirkung des Motors 2 ebenfalls in mäßiger Weise gesteuert werden kann, ohne die Steuerkontinuität zu beeinträchtigen.If a rate of change in temperature margin (ΔTjmargin / Δt), which is the output of subtractor 40, is input to the output device for a one-time calculation pre-cycle, then the rate of change in temperature margin of the cycle immediately before the cycle (ΔTjmargin / Δ (n- 1)) issued. Then, in the subtractor 47, the rate of change of the temperature margin of the cycle immediately before the cycle (ΔTjmargin / Δ (n-1)) is subtracted from the rate of change of the temperature margin of the current cycle (ΔTjmargin / Δ (n)) and the rate of change component of the rate of change of the temperature margin per cycle Δt is output. Then, in the comparator 48, the change component of the rate of change of temperature margin, which is the output of the subtractor 47 , and the constant Da are compared to find out which is larger, if (the rate of change of rate of change of the temperature margin) <the constant Da, then a logical 1 is output, and if (the change component of the rate of change of the temperature margin) is Ga, a logical 0 is output. The output of the comparator 48 is input to the gain calculator 57 , and the value corresponding to the upper and lower limit limit of the current to be sent to the motor 2 is output. The gain calculation device 49 consists of a constant output device 50 , a time gain table 51 and a logic selector switch 52 . The gain calculator 49 outputs the value Gc of the constant output device 50 when the input logic is 0 and the value Gd (t) of the time gain table 51 when the input logic is 1 . The timing gain table 51 is shown in detail in FIG. 9. That is, the time when the input logic on the gain calculator changes from 1 to 0 is regarded as the event generation time, and the gain output value Gd corresponding to the subsequent elapsed time is output. The gain Gb has the value Gc immediately after the event generation and gradually decreases to 0. This is because if there is a failure, for example a diode failure, a signal wiring break or the like in the signal transmission from the temperature detection diodes 19 a- 19 c via the overheating identification device 8 to the temperature monitoring device 20 , the sudden increase in the difference of the maximum Temperature between the switching element of each phase can be detected automatically and, as a result, the effect of the motor 2 can also be controlled in a moderate manner without affecting the control continuity.

Als nächstes gibt die Minimumwert-Ausgabeeinrichtung 61 die Ausgänge des Multiplizierers 45 und der Verstärkungsberechnungseinrichtungen 49 und 57 ein und gibt deren minimalen Wert als einen oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert LMT (I*) für den Strombefehl aus.Next, the minimum value output device 61 inputs the outputs of the multiplier 45 and the gain calculating devices 49 and 57 and outputs their minimum value as an upper and lower limit limit value LMT (I *) for the current command.

Die Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 gibt den oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert LMT (I*) für den Strombefehl, der von der Temperaturüberwachungseinrichtung 20 ausgegeben wird, ein und begrenzt die obere und untere Begrenzung des Absolutwerts des Voreinstellungs-Strombefehls I* auf LMT (I*), der dann an die Stromsteuereinrichtung 22 als der eingestellte Strombefehl I** ausgegeben wird.The current command calculator 21 inputs the upper and lower limit limit LMT (I *) for the current command output from the temperature monitor 20 , and limits the upper and lower limit of the absolute value of the preset current command I * to LMT (I *) , which is then output to the current control device 22 as the set current command I **.

Die Stromsteuereinrichtung 22 gibt ein Schaltsignal (Gating- Signal) für jedes Schaltelement aus und erzeugt dieses, so dass der Strom des Motors 2 dem Strombefehl I** folgen kann. Da ein Berechnungsverfahren für den Strombefehl in der Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 und ein Stromsteuerverfahren und ein Schaltsignal-Erzeugungsverfahren in der Stromsteuereinrichtung 22 für die vorliegende Erfindung nicht besonders sind, aber viele andere Verfahren bekannt sind und der Öffentlichkeit verfügbar sind, wird keine weitere Beschreibung hier angeführt.The current control device 22 outputs and generates a switching signal (gating signal) for each switching element, so that the current of the motor 2 can follow the current command I **. Since a calculation method for the current command in the current command calculator 21 and a current control method and a switching signal generation method in the current control device 22 are not special to the present invention, but many other methods are known and are available to the public, no further description is given here .

Da wie voranstehend beschrieben gemäß der siebten Ausführungsform die Schaltelementtemperatur und der Strombefehlswert an dem Motor so ausgelegt sind, dass sie in einer zeitlichen Abfolge überwacht werden können, ist es möglich, das Schaltelement mit einem geeigneten Überhitzungsschutz gemäß dem Ausmaß des Temperaturanstiegs zu versehen. Da ferner der Ausfall der Temperaturerfassungsdiode, das Brechen der Temperaturinformations-Signalleitung und dergleichen automatisch erfasst werden kann und als Folge dessen die Bewegung des Motors moderat verändert werden kann, ist es effektiv, dass die Kontinuität einer Steuerung und die charakteristische Stabilität des Fahrzeugs sichergestellt werden. As described above according to the seventh Embodiment the switching element temperature and Current command value on the motor are designed to be in it can be monitored in a chronological order possible, the switching element with a suitable Protection against overheating according to the extent of the temperature rise Mistake. Furthermore, since the failure of the Temperature sensing diode, breaking the Temperature information signal line and the like can be detected automatically and as a result the Motor movement can be changed moderately, it is effectively that the continuity of control and the characteristic stability of the vehicle ensured become.  

Achte AusführungsformEighth embodiment

Eine Überhitzungs-Schutzfunktion des Motors kann zu der siebten Ausführungsform hinzugefügt, werden. Eine Temperaturüberwachungsform der achten Ausführungsform gibt nämlich ebenfalls ein Motortemperatursignal von einem Motortemperatursensor 70, wie in Fig. 10 gezeigt, ein. Zusätzlich zu dem Aufbau in Fig. 8 ist die Temperaturüberwachungseinrichtung 20 so ausgelegt, so dass sie die Temperaturinformation des Motors 2 eingibt und verarbeitet, wie in Fig. 11 gezeigt.An overheating protection function of the engine can be added to the seventh embodiment. Namely, a temperature monitoring form of the eighth embodiment also inputs an engine temperature signal from an engine temperature sensor 70 as shown in FIG. 10. In addition to the structure in FIG. 8, the temperature monitor 20 is designed to input and process the temperature information of the motor 2 , as shown in FIG. 11.

Der Betrieb der Ausführungsform wird nun nachstehend erläutert.The operation of the embodiment will now be as follows explained.

Der Betrieb, der gemeinsam mit Fig. 8 ist, wird hier weggelassen.The operation common to Fig. 8 is omitted here.

Wenn die Temperatur Tmt des Motors 2 aus dem Motortemperatursensor 70 erfasst wird und der Temperaturüberwachungseinrichtung 20 eingegeben wird, wird in dem Subtrahierer 72 der Wert Tmt von der Konstanten Tmax_MT von der Konstanten-Ausgabeeinrichtung 71 subtrahiert, um einen Motortemperaturspielraum Tmtmargin auszugeben. Hierbei wird die Konstante Tmax_Mt auf einen Wert eingestellt, der einer Temperatur entspricht, die den Motor 2 überhitzt und beschädigt. Dann wird der Motortemperaturspielraum Tmtmargin in dem Koeffizientenmultiplizierer 73 mit einer Verstärkung Kc multipliziert und als ein Wert ausgegeben, der dem oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert des Stroms, der an den Motor 2 gesendet werden soll, entspricht. Das heißt, der Strom ist ausgelegt, um gemäß dem Wert des Motortemperaturspielraums Tmtmargin begrenzt zu sein und die Verstärkung Kc wird durch das Ausmaß des Temperaturanstiegs des Motors 2 relativ zu einem Strombetrag, einem Wärmeabstrahl-Verhalten und dergleichen, bestimmt. Ferner wird die Gesamtsumme Σ |I*| von |I*| (n-1), |I*| (n-2), . . . |I*| (n-m) und |I*| (n), die von dem Addierer 32 ausgegeben wird, der Verstärkungsberechnungskarte 74 eingegeben und ein Einstellungsverstärkungsbetrag, der dem Betrag der Gesamtsumme Σ |I*| entspricht, wird ausgegeben. Der Einstellungsverstärkungsbetrag wird auf 0 oder einen kleinen Wert eingestellt, wenn die Gesamtsumme Σ |I*| klein ist, und wird auf einen höheren Wert eingestellt, wenn die Gesamtsumme Σ |I*| größer ist. Ferner wird die Konstante 1.0 von der Konstanten-Ausgabeeinrichtung 75 ausgegeben. In dem Subtrahierer 76 wird der Ausgang der Verstärkungsberechnungskarte 74 von der Konstanten 1.0 subtrahiert und eingegeben. Hierbei entspricht eine Multiplikation von {(1.0-(Ausgang der Verstärkungsberechnungskarte)} einer Einstellung des Werts entsprechend der oberen und unteren Grenze des Stroms, der an den Motor 2 gesendet werden soll, bezüglich des Motortemperaturspielraums gemäß dem Betrag der Gesamtsumme Σ |I*| des Absolutwerts des Voreinstellungs-Strombefehls I* für die Periode des vergangenen m × Δt. Je größer nämlich der Betrag der Gesamtsumme Σ |I*| ist, desto kleiner ist der obere und untere Begrenzungsgrenzwert des Stroms.When the temperature Tmt of the engine 2 is detected from the engine temperature sensor 70 and input to the temperature monitor 20 , the value Tmt is subtracted from the constant Tmax_MT from the constant output means 71 in the subtractor 72 to output an engine temperature margin Tmtmargin. Here, the constant Tmax_Mt is set to a value corresponding to a temperature that overheats and damages the motor 2 . Then, the motor temperature margin Tmtmargin is multiplied by a gain Kc in the coefficient multiplier 73 and output as a value corresponding to the upper and lower limit limit of the current to be sent to the motor 2 . That is, the current is designed to be limited according to the value of the motor temperature margin Tmtmargin, and the gain Kc is determined by the amount of the temperature rise of the motor 2 relative to an amount of current, heat radiation behavior, and the like. Furthermore, the total sum Σ | I * | from | I * | (n-1), | I * | (n-2),. . . | I * | (nm) and | I * | (n) output from the adder 32 is input to the gain calculation card 74 and a setting gain amount that corresponds to the amount of the total Σ | I * | is output. The adjustment gain amount is set to 0 or a small value when the total Σ | I * | is small, and is set to a higher value when the total Σ | I * | is bigger. Furthermore, the constant 1.0 is output by the constant output device 75 . In the subtracter 76, the output of the gain calculation map 74 is subtracted from the constants 1.0 and entered. Here, multiplying {(1.0- (output of the gain calculation card)} corresponds to setting the value corresponding to the upper and lower limits of the current to be sent to the motor 2 with respect to the motor temperature margin according to the amount of the total Σ | I * | of the absolute value of the preset current command I * for the period of the past m × Δt. Namely, the larger the amount of the total sum Σ | I * |, the smaller the upper and lower limit limit of the current.

Als nächstes gibt die Minimumwert-Ausgabeeinrichtung 61 den Ausgang des Multiplizierers 77 und 45 und der Verstärkungsberechnungseinrichtung 49 und 57 ein und gibt den kleinsten Wert von diesen als den oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert LMT (I*) für den Strombefehl aus. Die Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 gibt den oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert LMT (I*) für den Strombefehl, der gerade von der Temperaturüberwachungseinrichtung 20 ausgegeben wird, ein und begrenzt die obere und untere Begrenzung des Absolutwerts des Voreinstellungs-Strombefehls I* auf LMT (I*) und gibt dies an die Stromsteuereinrichtung 22 als den eingestellten Strombefehl I** aus. Next, the minimum value output means 61 inputs the outputs of the multipliers 77 and 45 and the gain calculating means 49 and 57 and outputs the smallest value thereof as the upper and lower limit limit LMT (I *) for the current command. The current command calculator 21 inputs the upper and lower limit limit LMT (I *) for the current command being issued from the temperature monitor 20 , and limits the upper and lower limit of the absolute value of the preset current command I * to LMT (I * ) and outputs this to the current control device 22 as the set current command I **.

Die Stromsteuereinrichtung 22 gibt das Schaltsignal (Gating- Signal) jedes Schaltelements aus und erzeugt dieses, so dass der Strom des Motors 2 dem Strombefehl I** folgen kann.The current control device 22 outputs and generates the switching signal (gating signal) of each switching element, so that the current of the motor 2 can follow the current command I **.

Gemäß dem obigen Aufbau ist ein Überhitzungsschutz des Schaltelements sowie des Motors möglich.According to the above structure, overheating protection of the Switching element and the motor possible.

Neunte AusführungsformNinth embodiment

Zusätzlich zu dem Aufbau, bei dem die Temperatur auf Grundlage der Vorwärtsspannung der Temperaturerfassungsdiode erfasst wird, wird hier ein anderer Aufbau gezeigt, der mit einer Einrichtung zum Erfassen der Kollektor-zu-Emitter- Spannung eines bipolaren Transistors versehen ist, der als das Schaltelement dient und der den Stromwert, der an das Schaltelement gesendet wird, berechnet.In addition to the structure where the temperature is up Basis of the forward voltage of the temperature detection diode another structure is shown here, the one with a device for detecting the collector-to-emitter Voltage of a bipolar transistor is provided as the switching element is used and the the current value that to the Switching element is sent, calculated.

Die neunte Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 12 und 13 erläutert.The ninth embodiment will be explained below with reference to FIGS. 12 and 13.

In Fig. 12 ist ein Bezugszeichen 80 einer Erfassungseinrichtung für eine Vce Spannung zum Erfassen der Kollektor-zu-Emitter-Spannung des Schaltelements und ein Bezugszeichen 81 ist eine Stromwert-Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Stromwerts, der an das Schaltelement gesendet wird, auf Grundlage der Kollektor-zu-Emitter- Spannung, die von der Erfassungseinrichtung für die Vce Spannung erfasst wird.In Fig. 12, reference numeral 80 is a Vce voltage detector for detecting the collector-to-emitter voltage of the switching element, and reference numeral 81 is a current value calculator for calculating the current value sent to the switching element based on the Collector-to-emitter voltage detected by the Vce voltage detector.

Das Betriebsprinzip zum Erfassen des Stroms, der an das Schaltelement gesendet werden soll, gemäß der neunten Ausführungsform wird nachstehend erläutert.The principle of operation for detecting the current supplied to the Switching element should be sent, according to the ninth Embodiment is explained below.

Fig. 13 zeigt die Kennlinien eines Kollektorstroms Ic des Schaltelements und eine Kollektor-zu-Emitter- Sättigungsspannung Vce (sat). Eine ausreichende Spannung wird an ein Gate G des Schaltelements angelegt, um das Schaltelement in einem Sättigungsbereich zu verwenden. Wenn das Schaltelement eingeschaltet wird, um den Kollektorstrom Ic zu senden, wird eine Spannung Vce (sat) zwischen dem Kollektor C und dem Emitter E erzeugt. In diesem Fall ändert sich die Kennlinie eines Betrags der Kollektor-zu-Emitter- Sättigungsspannung Vce (sat) relativ zu einem Betrag der Kollektorstrom-IC-Veränderung in Abhängigkeit von der Übergangs-Temperatur Tjsw des Schaltelements und der Spannung, die an das Gate G angelegt ist, werden aber inhärent durch das Schaltelement bestimmt. Wenn demzufolge die Spannungen, die an das Gate G angelegt werden, und die Übergangs-Temperatur Tjsw bereits bekannt sind, mit diesen Charakteristiken, ist es möglich, den Kollektorstrom Ic, das heißt den Stromwert, der an das Schaltelement gesendet wird, aus der Kollektor-zu-Emitter-Sättigungsspannung Vce (sat) zu erfassen. Fig. 13 shows the characteristics of a collector current Ic of the switching element, and a collector-to-emitter saturation voltage Vce (sat). Sufficient voltage is applied to a gate G of the switching element to use the switching element in a saturation region. When the switching element is turned on to send the collector current Ic, a voltage Vce (sat) is generated between the collector C and the emitter E. In this case, the characteristic of an amount of the collector-to-emitter saturation voltage Vce (sat) changes relative to an amount of the collector current IC change depending on the transition temperature Tjsw of the switching element and the voltage applied to the gate G is created, but are inherently determined by the switching element. Accordingly, if the voltages applied to the gate G and the transition temperature Tjsw are already known with these characteristics, it is possible to extract the collector current Ic, i.e. the current value sent to the switching element, from the collector -to detect emitter saturation voltage Vce (sat).

Der Betrieb dieser Ausführungsform wird nachstehend erläutert.The operation of this embodiment will be as follows explained.

Die Kollektor-zu-Emitter-Spannung des Schaltelements wird von der Vce Spannungs-Erfassungseinrichtung 80 erfasst und einer Stromwert-Berechnungseinrichtung 81 als das Kollektor-zu- Emitter-Spannungssignal ausgegeben. Ferner wird ein konstanter Vorwärtsstrom, wenn er an die Temperaturerfassungsdiode 19a von einer Konstantstromschaltung 18 geführt wird, und die Vorwärtsspannung vf der Temperaturerfassungsdiode 19a der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 eingegeben. Die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 gibt das Schaltelement-Temperatursignal Tj an die Stromwert- Berechnungseinrichtung 8 auf Grundlage der Vorwärtsspannung vf aus. Wenn das Kollektor-zu-Emitter-Spannungssignal und das Schaltelement-Temperatursignal Tj eingegeben werden, berechnet die Stromwert-Berechnungseinrichtung 81 den Strom (der dem Kollektorstrom Ic entspricht), der an das Schaltelement gesendet werden soll, auf Grundlage der Charakteristiken des Kollektorstroms Ic und der Kollektor-zu- Emitter-Sättigungsspannung Vce (sat) wie in Fig. 13 gezeigt. Es ist ratsam, die Stromwert-Berechnungseinrichtung 81 zu veranlassen, die Charakteristiken des Kollektorstroms IC und der Kollektor-zu-Emitter-Sättigungsspannung VCe (sat) einschließlich der Abhängigkeit von der Schaltelementtemperatur Tj in der Form einer approximierten Berechnungsformel oder einer Referenztabellenkarte zu speichern.The collector-to-emitter voltage of the switching element is detected by the Vce voltage detector 80 and output to a current value calculator 81 as the collector-to-emitter voltage signal. Furthermore, a constant forward current, if it is fed to the temperature detection diode 19 a by a constant current circuit 18 , and the forward voltage vf of the temperature detection diode 19 a of the overheating identification device 8 is entered. The overheat identification device 8 outputs the switching element temperature signal Tj to the current value calculation device 8 based on the forward voltage vf. When the collector-to-emitter voltage signal and the switching element temperature signal Tj are input, the current value calculator 81 calculates the current (corresponding to the collector current Ic) to be sent to the switching element based on the characteristics of the collector current Ic and the collector-to-emitter saturation voltage Vce (sat) as shown in FIG . It is advisable to have the current value calculator 81 store the characteristics of the collector current IC and the collector-to-emitter saturation voltage VCe (sat) including the dependency on the switching element temperature Tj in the form of an approximate calculation formula or a reference table map.

Damit ist es möglich, den Stromwert, der an das Schaltelement gesendet werden soll, schnell und genau zu berechnen.This makes it possible to measure the current value that is applied to the switching element to be sent quickly and accurately.

In der neunten Ausführungsform wird ein FET für das Schaltelement verwendet. Es ist auch möglich, eine Spannungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Drainspannung (Ausgangsanschluss-Spannung) dieses FET und eine Einrichtung zum Berechnen des Stromwerts, der an das Schaltelement gesendet wird, bereitzustellen.In the ninth embodiment, an FET for Switching element used. It is also possible to get one Voltage detection device for detecting a Drain voltage (output terminal voltage) of this FET and means for calculating the current value applied to the Switching element is sent to provide.

In Fig. 12 der neunten Ausführungsform ist die Überhitzungs- Schutzeinrichtung 9 nicht vorgesehen, aber es ist natürlich möglich, den Überhitzungsschutz mit der Überhitzungs- Schutzeinrichtung 9 zu versehen. Ferner ist es in jeder Ausführungsform möglich, den P-N-Übergang des Transistors anstelle der Temperaturerfassungsdiode zu verwenden. Das Halbleiterelement mit dem P-N-Übergang kann in der Nähe des Schaltelements angeordnet werden.In Fig. 12 of the ninth embodiment, the overheating protection device 9 is not provided, but it is of course possible to provide the overheating protection device with the overheating protection device 9 . Furthermore, in each embodiment it is possible to use the PN junction of the transistor instead of the temperature detection diode. The semiconductor element with the PN junction can be arranged in the vicinity of the switching element.

Ferner ist es auch möglich, den FET als das Schaltelement in jeder Ausführungsform zu verwenden. In diesem Fall sollen eine Source und eine Sourcespannung gesteuert werden.Furthermore, it is also possible to use the FET as the switching element in to use any embodiment. In this case a source and a source voltage can be controlled.

Wie voranstehend beschrieben ist gemäß der Motorsteuereinheit der vorliegenden Erfindung das Halbleiterelement einschließlich des P-N-Übergangs in der Nähe des Schaltelements angeordnet und dieses Halbleiterelement ist mit einer konstanten Stromschaltung verbunden. Die Temperatur des Schaltelements kann durch Erfassen des Vorwärtsspannungswerts in dem P-N-Übergang des Halbleiterelements erkannt werden. Die Überhitzungs- Schutzeinrichturig ist vorgesehen, um das Schaltelement in einen AUS-Zustand zu bringen, wenn auf Grundlage der erkannten Schaltelementtemperatur beurteilt wird, dass sich das Schaltelement in einer Überhitzungsbedingung befindet. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, die Schaltelementtemperatur, die das Leistungselement des Leistungsumwandlungshalbleiters bildet, schnell und genau zu erfassen und ferner ist es möglich, das Schaltelement vor einer Überhitzung zu schützen.As described above, according to the engine control unit of the present invention, the semiconductor element including the P-N junction near the Arranged switching element and this semiconductor element is  connected to a constant current circuit. The temperature of the switching element can by detecting the Forward voltage value in the P-N junction of the Semiconductor element can be recognized. The overheating Protection is provided to switch the switching element in bring an OFF state if based on the detected switching element temperature is judged that the switching element is in an overheating condition. According to this structure, it is possible to Switching element temperature, which is the power element of the Power conversion semiconductor forms, quickly and accurately detect and further it is possible to switch the element in front to protect against overheating.

Damit die Bewegung des Motors sich moderat im Fall eines Ausfalls des Halbleiterelements oder eines Drahtbruchs verändern kann, ist die Steuerberechnungseinheit vorgesehen. Die Steuerberechnungseinheit ist mit der Überwachungseinrichtung zum Steuern des Strombefehlswerts versehen. Zusätzlich zu diesem Effekt weist die Motorsteuereinheit einen Vorteil dahingehend auf, dass die Kontinuität einer Steuerung sichergestellt wird.So that the movement of the motor is moderate in the event of a Failure of the semiconductor element or a wire break can change, the tax calculation unit is provided. The tax calculation unit is with the Monitoring device for controlling the current command value Mistake. In addition to this effect, the Engine control unit an advantage in that the Continuity of a control is ensured.

Die Motorsteuereinrichtung ist vorgesehen, bei der sowohl die Temperatur als auch der Überhitzungsschutz des Motors berücksichtigt worden sind.The engine control device is provided in which both the Temperature as well as the overheating protection of the engine have been taken into account.

Die Steuerberechnungseinheit ist mit der Stromberechnungseinrichtung versehen, die den Stromwert, der an das Schaltelement gesendet wird, auf Grundlage der Temperatur und des Ausgangsanschluss-Spannungswerts des Schaltelements berechnen kann. Mit dieser Anordnung ist es möglich, den Stromwert, der an das Schaltelement gesendet wird, schnell und genau zu berechnen.The tax calculation unit is with the Current calculation device provided that the current value, the is sent to the switching element based on the Temperature and the output terminal voltage value of the Switching element can calculate. With this arrangement it is possible the current value sent to the switching element will calculate quickly and accurately.

Claims (12)

1. Motorsteuereinheit, umfassend: ein erstes Schaltelement (5a), das auf einer Hochpotentialseite angeordnet ist; ein zweites Schaltelement (5b), das auf einer Niederpotentialseite angeordnet ist; eine Mehrfachphase von Schaltarmen, die das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement zusammen in Reihe schalten und die mit einem Gleichstrom-Energieeingang verbunden sind, um einen Wechselstrommotor (2) mit Wechselstromenergie zwischen jedem Schaltelement jedes Schaltarms zu versorgen; eine Steuerberechnungseinheit (3) zum Steuern des Schaltvorgangs jedes Schaltelements, um den Strom des Motors zu steuern; und
wobei ein Halbleiterelement (19) mit einem P-N-Übergang in der Nähe des Schaltelements angeordnet und mit einer Konstantstromschaltung (18) verbunden ist, und wobei eine Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) vorgesehen ist, um die Temperatur der Schaltelemente durch Erfassen eines Vorwärtsspannungswerts zwischen dem P-N-Übergang des Halbleiterelements zu erfassen und das Schaltelement in einen AUS-Zustand zu bringen, wenn auf Grundlage der erkannten Temperatur des Schaltelements beurteilt wird, dass sich das Schaltelement in einer Überhitzungs- Bedingung befindet.
1. Motor control unit comprising: a first switching element ( 5 a), which is arranged on a high potential side; a second switching element ( 5 b) which is arranged on a low potential side; a multiple phase of switching arms which connect the first switching element and the second switching element together in series and which are connected to a DC power input to supply an AC motor ( 2 ) with AC power between each switching element of each switching arm; a control calculation unit ( 3 ) for controlling the switching operation of each switching element to control the current of the motor; and
a semiconductor element ( 19 ) having a PN junction located near the switching element and connected to a constant current circuit ( 18 ), and an overheating protection device ( 8 , 9 ) being provided to detect the temperature of the switching elements by detecting a forward voltage value between the PN junction of the semiconductor element and bringing the switching element into an OFF state when it is judged based on the detected temperature of the switching element that the switching element is in an overheating condition.
2. Motorsteuereinheit, umfassend:
ein erstes Schaltelement (5a), das auf einer Hochpotentialseite angeordnet ist;
ein zweites Schaltelement (5b), das auf einer Niederpotentialseite angeordnet ist;
eine Mehrfachphase von Schaltarmen, die das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement zusammen in Reihe schalten und die mit einem Gleichstrom- Energieeingang verbunden sind, um einen Wechselstrommotor (2) mit Wechselstromenergie von zwischen jedem Schaltelement jedes Schaltarms zu versorgen;
eine Steuerberechnungseinheit (3) zum Steuern des Umschaltvorgangs jedes Schaltelements, um den Strom des Motors zu steuern; und
wobei ein Halbleiterelement (19) mit einem P-N-Übergang in der Nähe des Schaltelements angeordnet und mit einer Konstantstromschaltung (18) verbunden ist; wobei eine Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) vorgesehen ist, um die Temperatur des Schaltelements durch Erfassen eines Vorwärtsspannungswerts zwischen dem P-N-Übergang des Halbleiterelements zu erkennen und das Schaltelement in einen AUS-Zustand zu bringen, wenn auf Grundlage der erkannten Temperatur des Schaltelements beurteilt wird, dass sich das Schaltelement in einer Überhitzungs- Bedingung befindet; und
wobei die Steuerberechnungseinheit (3) ferner eine Strombefehlswert-Berechnungseinrichtung (21) zum Berechnen eines Strombefehlswerts, der an den Motor gesendet wird, eine Stromsteuereinrichtung (22) zum Steuern des an den Motor gesendeten Stroms auf Grundlage des Strombefehlswerts und eine Überwachungseinrichtung (20) zum Eingeben der Temperatur des Schaltelements und des Strombefehlswerts, zum Überwachung der Beziehung zwischen der Schaltelementtemperatur und dem Strombefehlswert in einer zeitlichen Abfolge und zum Steuern des Strombefehlswerts, um zu bewirken, dass sich die Bewegung des Motors für den Fall eines Ausfalls, beispielsweise einer Beschädigung des Halbleiterelements oder eines Drahtbruchs, moderat ändert, umfasst.
2. Engine control unit comprising:
a first switching element ( 5 a), which is arranged on a high potential side;
a second switching element ( 5 b) which is arranged on a low potential side;
a multiple phase of switching arms which connect the first switching element and the second switching element together in series and which are connected to a DC power input to supply an AC motor ( 2 ) with AC power from between each switching element of each switching arm;
a control calculation unit ( 3 ) for controlling the switching operation of each switching element to control the current of the motor; and
a semiconductor element ( 19 ) having a PN junction located near the switching element and connected to a constant current circuit ( 18 ); an overheat protection device ( 8 , 9 ) is provided to detect the temperature of the switching element by detecting a forward voltage value between the PN junction of the semiconductor element and to bring the switching element into an OFF state when based on the detected temperature of the switching element it is judged that the switching element is in an overheating condition; and
wherein the control calculating unit ( 3 ) further includes current command value calculating means ( 21 ) for calculating a current command value sent to the motor, current control means ( 22 ) for controlling the current sent to the motor based on the current command value, and monitoring means ( 20 ) for Entering the temperature of the switching element and the current command value, for monitoring the relationship between the switching element temperature and the current command value in a time sequence, and for controlling the current command value to cause the motor to move in the event of a failure, for example damage to the semiconductor element or a broken wire that changes moderately.
3. Motorsteuereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Überwachungseinrichtung eine andere Überwachungseinrichtung (20) zum Eingeben der Motortemperatur, der Schaltelementtemperatur und des Strombefehlswerts, zum Überwachen der Beziehung zwischen der Motortemperatur, der Schaltelementtemperatur und dem Strombefehlswert in einer zeitlichen Abfolge, und zum Steuern des Strombefehlswerts, um zu bewirken, dass sich die Bewegung des Motors für den Fall eines Ausfalls, beispielsweise einer Beschädigung des Halbleiterelements oder eines Drahtbruchs, moderat ändert, vorgesehen ist.3. Motor control unit according to claim 2, characterized in that instead of the monitoring device, another monitoring device ( 20 ) for entering the motor temperature, the switching element temperature and the current command value, for monitoring the relationship between the motor temperature, the switching element temperature and the current command value in a chronological sequence, and for controlling the current command value to cause the movement of the motor to change moderately in the event of a failure, for example damage to the semiconductor element or a wire break. 4. Motorsteuereinheit, umfassend:
ein erstes Schaltelement (5a), das auf einer Hochpotentialseite angeordnet ist;
ein zweites Schaltelement (5b), das auf einer Niederpotentialseite angeordnet ist;
eine Mehrfachphase von Schaltarmen, die das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement in Reihe schalten und die parallel mit einem Gleichstrom- Energieeingang verbunden sind, um einen Wechselstrommotor (2) mit Wechselstromenergie von zwischen jedem Schaltelement jedes Schaltarms zu versorgen; eine Steuerberechnungseinheit (3) zum Steuern des Schaltvorgangs jedes Schaltelements, um den Strom des Motors zu steuern; und wobei ein Halbleiterelement (19) mit einem P-N-Übergang in der Nähe des Schaltelements angeordnet und mit einer Konstantstromschaltung (18) verbunden ist; wobei eine Erkennungseinrichtung (8) vorgesehen ist, um einen Vorwärtsspannungswert zwischen dem P-N-Übergang des Halbleiterelements zu erfassen und die Temperatur des Schaltelements zu erkennen, und eine Spannungserfassungseinrichtung (80) vorgesehen ist, um einen Ausgangsanschluss-Spannungswert des Schaltelements zu erfassen, und wobei die Steuerberechnungseinheit (3) ferner mit einer Stromberechnungseinrichtung (81) zum Berechnen eines Stromwerts, der an das Schaltelement gesendet wird, auf Grundlage der Schaltelementtemperatur und des Ausgangsanschluss-Spannungswerts des Schaltelements versehen ist.
4. Engine control unit comprising:
a first switching element ( 5 a), which is arranged on a high potential side;
a second switching element ( 5 b) which is arranged on a low potential side;
a multiple phase of switching arms which connect the first switching element and the second switching element in series and which are connected in parallel to a DC power input to supply an AC motor ( 2 ) with AC power from between each switching element of each switching arm; a control calculation unit ( 3 ) for controlling the switching operation of each switching element to control the current of the motor; and wherein a semiconductor element ( 19 ) having a PN junction is arranged in the vicinity of the switching element and connected to a constant current circuit ( 18 ); wherein detection means ( 8 ) is provided for detecting a forward voltage value between the PN junction of the semiconductor element and detecting the temperature of the switching element, and voltage detection means ( 80 ) is provided for detecting an output terminal voltage value of the switching element, and wherein the control calculating unit ( 3 ) is further provided with a current calculating means ( 81 ) for calculating a current value sent to the switching element based on the switching element temperature and the output terminal voltage value of the switching element.
5. Motorsteuereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) vorgesehen ist, um das Schaltelement in einen AUS-Zustand zu bringen, wenn auf Grundlage der Schaltelementtemperatur, die von der Erkennungseinrichtung erkannt wird, beurteilt wird, dass sich das Schaltelement in einer Überhitzungs-Bedingung befindet.5. Motor control unit according to claim 4, characterized in that an overheating protection device ( 8 , 9 ) is provided in order to bring the switching element into an OFF state when judging on the basis of the switching element temperature which is recognized by the detection device, that the switching element is in an overheating condition. 6. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) dafür ausgelegt ist, den Vorwärtsspannungswert des Halbleiterelements vorher bei einer festen Temperatur zu speichern, so dass sie Änderungen der Schaltelementtemperatur als die absolute Größe erkennen kann.6. Motor control unit according to claim 1, characterized in that the overheating protection device ( 8 , 9 ) is designed to previously store the forward voltage value of the semiconductor element at a fixed temperature so that it can recognize changes in the switching element temperature as the absolute variable. 7. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) dafür ausgelegt ist, um die Schaltelementtemperatur an die Steuerberechnungseinheit in der Form eines analogen Signals zu übertragen.7. Motor control unit according to claim 1, characterized in that the overheating protection device ( 8 , 9 ) is designed to transmit the switching element temperature to the control calculation unit in the form of an analog signal. 8. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) so ausgelegt ist, dass sie Information darüber, ob der Überhitzungsschutz des Schaltelements gegenwärtig gerade ausgeführt wird oder nicht, an die Steuerberechnungseinheit in der Form eines digitalen Signals ausgibt.8. Motor control unit according to claim 1, characterized in that the overheating protection device ( 8 , 9 ) is designed such that it sends information about whether the overheating protection of the switching element is currently being carried out or not to the control calculation unit in the form of a digital signal issues. 9. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) dafür ausgelegt ist, um die höchste Temperatur jeder Phase des Schaltelements zu erkennen und auf Grundlage dieser höchsten Temperatur eine Beurteilung durchzuführen.9. Motor control unit according to claim 1, characterized in that the overheating protection device ( 8 , 9 ) is designed to detect the highest temperature of each phase of the switching element and to carry out an assessment based on this highest temperature. 10. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement (19) innerhalb oder nahe eines Chipbereichs angeordnet ist, wo das Schaltelement gebildet ist.10. Motor control unit according to claim 1, characterized in that the semiconductor element ( 19 ) is arranged inside or near a chip area where the switching element is formed. 11. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Diode (19) für den Halbleiter verwendet wird.11. Motor control unit according to claim 1, characterized in that a diode ( 19 ) is used for the semiconductor. 12. Motorsteuereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein bipolarer Transistor für das Schaltelement (5a, 5b) verwendet wird und die Spannungserfassungseinrichtung (80) den Kollektor-zu- Emitter-Spannungswert des bipolaren Transistors erfasst.12. Motor control unit according to claim 4, characterized in that a bipolar transistor is used for the switching element ( 5 a, 5 b) and the voltage detection device ( 80 ) detects the collector-to-emitter voltage value of the bipolar transistor.
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